Standardkomponenten Der einfache Weg in die automatisierte Fertigung

Redakteur: Jan Vollmuth

Automatisierung verspricht höhere Effizienz und Kosteneinsparungen in der Produktion. Standardkomponenten ermöglichen Interessierten einen einfachen Einstieg.

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Mit den Standardkomponenten von Norelem lassen sich Pick-and-Place-Anwendungen unkompliziert und effizient realisieren.
Mit den Standardkomponenten von Norelem lassen sich Pick-and-Place-Anwendungen unkompliziert und effizient realisieren.
(Bild: norelem)

Automatisierte Maschinen sind heute in den meisten Fabriken alltäglich und werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt – von der Montage über die Inspektion bis hin zur Verpackung. „Die Automatisierung von Maschinen und Anlagen ist nicht so kompliziert, wie man denkt“, so Martin Ahner, Leiter der Norelem Academy. Mit Standardkomponenten kann man dieses Ziel schnell und einfach erreichen. „Wir haben zum Beispiel Bauteile und Komponenten im Programm, die für Pick-and-Place-Applikationen verwendet werden können – unter anderem eine Vorrichtung für das automatisierte Bauteil-Handling.“

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Viele Arbeitnehmer sehen in der Automatisierung eine Technologie, mit deren Hilfe sich viele Aufgaben besser und schneller erledigen lassen. Daher lohnt es sich für Industriebetriebe, in automatisierte Maschinen bzw. in die Robotik zu investieren. Standardbauteile von Norelem bieten eine einfache und effiziente Möglichkeit, technische Konzepte für automatisierte Arbeitsabläufe umzusetzen und so praktische sowie kostengünstige Lösungen für Pick-and-Place-Anwendungen zu realisieren.

Flexibel einsetzbar

Standardkomponenten sind flexibel einsetzbar und erfüllen eine Vielzahl von Anforderungen, gleichzeitig können sie die Komplexität einer Anlage deutlich reduzieren. Die Automatisierung einer Bauteilzuführung oder Handling-Vorrichtung kann so zum Beispiel die Rüstzeiten einer Maschine und damit auch die Betriebskosten erheblich verringern.

Buchtipp

Das Buch zur Planung und Konfiguration von Automatisierungssystemen ist ein praktischer Leitfaden für alle Anwender, die nach individuellen Lösungen in der Prozessautomation suchen. Beginnend mit der Erstellung von Lasten- und Pflichtenheft über die Komponentenauswahl bis hin zu Faktoren wie Echtzeit-Kommunikation und Maschinensicherheit widmet sich das Buch allen Aspekten der Automatisierungstechnik.

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Insbesondere vollautomatische Pick-and-Place-Anwendungen sind für viele Hersteller ein einfacher Einstieg in die Automatisierung. Durch die Verwendung von Standardmaterialien und -vorrichtungen entfällt zum Beispiel die Notwendigkeit, maßgeschneiderte Muttern und Schrauben anzufertigen, wodurch sich der Zeitaufwand bei der Herstellung und Implementierung drastisch verringert.

„Außerdem muss kein externes Unternehmen für den Um- oder Aufbau einer Maschine beauftragt werden, da Standardkomponentenhersteller und -lieferanten wie Norelem ihren Kunden die erforderlichen CAD-Zeichnungen, Materialien und Montageanleitungen für die ausgewählten Komponenten zur Verfügung stellen“, sagt Martin Ahner.

Pick-and-Place-Maschine aus Standardkomponenten

Pick-and-Place-Maschinen arbeiten mit einer Kombination aus Motoren, Linear- und Drehführungen, Positioniereinheiten, einer Messeinheit sowie einem Handling-System. Norelem hat eine eigene Pick-and-Place-Maschine unter Verwendung von Standardkomponenten entwickelt, um zu zeigen, wie schnell und flexibel die Konstruktion und der Bau einer automatisierten Baugruppe vonstatten gehen kann.

Bei dieser Anwendung wird ein Bestückungsautomat von einem Schrittmotor gesteuert. Ein Zahnriemenantrieb in Kombination mit einem Kugelgewindetrieb sorgt für den Transport der Bauteile auf der horizontalen Achse. Um den Transport entlang der vertikalen Achse zu veranschaulichen, verwendet Norelem einen elektrischen Positioniertisch, um Bauteile über beide Achsen zuzuführen. Zur Aufnahme und Weitergabe des Bauteils werden pneumatische Handling-Module eingesetzt. Diese wurden mit einem Parallelgreifermodul ausgestattet, das bis zu 4,7 kg tragen kann. Ein Drehmodul demonstriert zudem eine Greifaufgabe in einem Rundlauf.

Der Vorteil bei der Konstruktion einer Pick-and-Place-Maschine mit Standardkomponenten ist, dass diese schnell entwickelt und implementiert werden.

Martin Ahner

„Ein weiterer Vorteil ist, dass sich z. B. Ingenieure Produktwissen schnell aneignen können, denn alle Module und Komponenten der Pick-and-Place-Vorrichtung von Norelem lassen sich auch im Norelem Academy Trainingscenter finden.“ Mit einem 3D-Modell im Online-Showroom kann dort die Anwendung auch virtuell betrachtet werden, um zu verstehen, wie sie funktioniert.

Am Anfang steht ein Funktionsmodell

Im Konstruktions- und Fertigungsprozess wird anhand von CAD-Daten ein Funktionsmodell der Maschine entwickelt, das bei der Auswahl der benötigten Komponenten hilft. Dieser Prozess dauert in der Regel ein bis zwei Tage. Bauteile, die noch herzustellen sind, werden bestellt, bevor das Steuerungssystem installiert und in Betrieb genommen wird, was typischerweise zwei bis vier Wochen dauert.

Automatisierungs- und Handling-Aufgaben erfordern nicht zwangsläufig umfangreiche Entwicklungs- und Konstruktionsarbeiten. Gerade bei Standardanwendungen kann die durchschnittliche Time-to-Market-Phase von etwa drei Monaten durch den Einsatz von Standardkomponenten deutlich verkürzt werden. Entscheidend ist es zu wissen, welche Komponenten verwendet und wie diese korrekt installiert werden. Deshalb ist die Zusammenarbeit mit einem Anbieter von Standardkomponenten – wie z. B. Norelem – von Vorteil, da auch Beratung und Support im Service enthalten sind.

Vereinfachte Wartung und Instandhaltung

Der Einsatz von Standardkomponenten im Automatisierungsbereich eignet sich hervorragend für kleine bis mittelgroße Produktionslinien, um Zeit und Kosten zu sparen. Auch was die Wartung und Instandhaltung der Maschine betrifft, bietet die Verwendung von Standardkomponenten Vorteile. Durch die Wahl von eingebauten pneumatischen Handling-Modulen entfällt z. B. die Wartung. Außerdem ist bei der Verwendung von Kugelgewindetrieben lediglich die richtige Schmierung erforderlich, um die berechnete Lebensdauer zu erreichen. Schließlich tritt Verschleiß nur an den Aufnahmen der Montageplatten der Positioniertische auf. Bei eventuellen Genauigkeitsfehlern können austauschbare Buchsen verwendet werden.

Bei automatisierten Maschinen, die aus Standardkomponenten bestehen, entfällt außerdem die Notwendigkeit auf Schulungen, Reparaturen oder Wartungen durch Drittanbieter zurückzugreifen, um gegen Ausfälle gewappnet zu sein. Denn Wartungsarbeiten sollten sich leicht bewerkstelligen lassen und Teile sollten einfach beschafft werden können. Die Norelem Academy bietet zudem mit einer eigenen Schulungsplattform effektiven und individuellen Unterricht und unterstützt Schüler, Studenten und Fachkräfte mit kostenlosen Expertenvorträgen zu allen Aspekten des Maschinenbaus – einschließlich beispielhafter Pick-and-Place-Anwendungen.

In der Kategorie Produktwissen hilft die Norelem Academy außerdem dabei, Produktinnovationen durch Anwendungsbeispiele schneller zu verstehen. In Mikro-Lerneinheiten bekommt der Anwender Informationen und Beispiele an die Hand, wie das Produkt in der Praxis eingesetzt wird. Zum Thema Pick-and-Place wird dort auch eine automatisierte Vorrichtung gezeigt, die in einem beispielhaften Rundlauf eine Bauteilzuführung, ein Handling-System und eine optische Messung simuliert.

„Wenn ein höherer Erklärungsbedarf besteht, bietet die Norelem Academy darüber hinaus Schulungen zu spezifischen Produkten und Normteilen an“, so Martin Ahner abschließend. „Denn die Integration der Normteile in die Konstruktion ist entscheidend für ein wettbewerbsfähiges Produkt.“

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