Handhabung Modular und flexibel erweiterbare Mikromontagezelle

Redakteur: Jan Vollmuth

Ein führender Anbieter von präzisen Antrieben und Systemen muss unterschiedlich große Kleinstwellen mit einer Messgenauigkeit von ± 0,5 µm montieren und prüfen. Für diese diffizile Aufgabe kommt eine Montagezelle des Automatisierungsspezialisten IEF Werner zum Einsatz.

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Die Fertigungszelle beruht auf dem sF 420-Design. Damit kann es flexibel an jede Änderung in der Produktion angepasst werden.
Die Fertigungszelle beruht auf dem sF 420-Design. Damit kann es flexibel an jede Änderung in der Produktion angepasst werden.
(Bild: IEF Werner / Lutz Hugel)

In der Feinwerk- und Mikrosystemtechnik besteht häufig die Nachfrage nach Fertigungseinrichtungen, die sich flexibel an Änderungen im Produktspektrum anpassen lassen und deren Durchsatz skalierbar ist. Damit war auch ein Antriebsspezialist konfrontiert, als es um die automatische Montage und Prüfung von Kleinstwellen für elf unterschiedliche Kleingetriebetypen ging.

Die verschiedenen Präzisionswellen haben Außendurchmesser zwischen 4,58 mm und 7,35 mm, Wellendurchmesser von 1,5 mm bis 2 mm und Gesamtlängen von etwa 10,5 mm bis 18,5 mm. Außerdem werden die Kleinstwellen für unterschiedliche Getriebetypen produziert. Deshalb muss die Anlage schnell umgerüstet werden können. Eine hohe Flexibilität ist gefragt. Gefordert ist beispielsweise ein reibungsloser Werkzeugwechsel. Weiterhin müssen die montierten Teile anschließend voll automatisiert in Getriebe eingesetzt werden. Dazu sollte sich die Montagezelle nahtlos in die Produktionslinie integrieren lassen.

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Innovative und flexibel erweiterbare Mikromontagezelle

IEF Werner mit Sitz in Furtwangen im Schwarzwald hat dazu die innovative und flexibel erweiterbare Mikromontagezelle sF 420 entwickelt. Weil der Fügeprozess hochgenau und automatisch durchgeführt werden soll, sind vor allem an die Servopresse enorme Anforderungen gestellt. IEF Werner hat deshalb die neue Baureihe aiPRESS in die Montagezelle eingesetzt. Der Name aiPRESS steht für „automatisch intelligent pressen“. Ausgerüstet ist diese mit einer intelligenten Steuerung. Das komplette System benötigt somit deutlich weniger Energie als vergleichbare Anlagen.

Das Handling für die Montage übernimmt bei dieser Anwendung ein doppeltes Schwenkarmmodul vom Typ rotaryARM. Dieses eignet sich für schnelle Pick- und Place-Aufgaben und ist mit je einem Sauggreifer ausgestattet.

Die zu montierenden Teile werden über Wendelfördertöpfe bereitgestellt. Diese sind über definierte Schnittstellen mechanisch, elektrisch und steuerungstechnisch an die Montagezelle gekoppelt. Die Schnittstellen sind außerdem auf einen optimierten Wechselvorgang der Module ausgelegt. Zusatzfunktionen wie Bildverarbeitung oder Zuführungen für die Dosierung von Schmiermitteln in feinmechanischen Systemen können einfach integriert werden.

Montage erfolgt überwiegend von oben

„Die Montage in der Zelle erfolgt überwiegend von oben“, erläutert Ulrich Moser, Vertriebsleiter bei IEF Werner, und schaut dabei auf die Montagezelle. Fast geräuschlos, mit präzisen und sparsamen Bewegungen saust der Sauggreifer gerade über den ersten Wendelfördertopf und nimmt eine Präzisionswelle auf.

Damit fährt er zu einer Messstation, in der Sensoren den Durchmesser und die Höhe des Absatzes an dem Bauteil messen, der später für die Montage – das exakte Verpressen – entscheidend ist. Stimmen die Maße nicht, werden sie je nach Ergebnis entweder in ein Töpfchen mit der Aufschrift „Ausschuss“ oder in eines mit „Nacharbeit“ gelegt. Liegen die Maße in der Toleranz, fährt der Greifer mit der Präzisionswelle zur ersten Bildverarbeitung „Lageerkennung“, detektiert dort seine Drehlage und legt die Präzisionswelle in definierter Lage in eine Werkstückaufnahme, die auf einer X-Achse unter die Presse fährt.

Dort steht ein Drehtisch bereit, der mit Stiften aus einem weiteren Wendelfördertopf bestückt wird. Die Präzisionswelle wird unter dem Drehtisch positioniert und nacheinander mit je drei Stiften verpresst. „Die neue Baureihe aiPRESS ist so flexibel aufgebaut, dass wir sie einfach in die Montagezelle integrieren konnten“, erläutert Moser.

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