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Lineartechnik

Positioniersysteme für Hubsäulen- und Pick-and-place-Anwendungen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Dank umfangreichem Baukasten bietet Leantechnik Positionier- und Handlingsysteme, die individuell auf die Anwendung abgestimmt werden können – hier einige Beispiele aus der Praxis.

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Mit dem Drei-Achs-Positioniersystem (DAP) lassen sich verschiedene Karosserie-Derivate in einer Produktionslinie fertigen.
Mit dem Drei-Achs-Positioniersystem (DAP) lassen sich verschiedene Karosserie-Derivate in einer Produktionslinie fertigen.
(Bild: Leantechnik)

Positionier- und Handlingsysteme müssen an ihr jeweiliges Einsatzgebiet angepasst werden, um effizient arbeiten zu können. Das erfordert spezielles Know-how und viel Zeit für Planung, Konstruktion und Fertigung. Nicht wenigen Unternehmen fehlen allerdings die nötigen Kapazitäten, um diese Anlagen selbst erstellen zu können. Der Zahnstangengetriebe-Spezialist Leantechnik bietet daher schon seit Jahren unter dem Namen Leantranspo maßgeschneiderte Handling- und Positioniersysteme an. Sie basieren auf den Lifgo- und Lean-SL-Zahnstangengetrieben aus dem eigenen Hause, die sehr genau und robust sind und sich vielseitig einsetzen lassen.

Zahnstangengetriebe als Basis

Die Lifgo-Getriebe wurden für Anwendungen entwickelt, in denen schnelle und präzise Hubbewegungen ausgeführt werden müssen. Durch ihre vierfach-rollengeführte lineare Zahnstange können diese Getriebe hohe Quer- und Hubkräfte von bis zu 25.000 N aufnehmen, erzeugen zugleich nur geringe Laufgeräusche. Lifgo-Zahnstangengetriebe gibt es in vier Baugrößen und in fünf verschiedenen Ausführungen. Das Modell mit einfacher Zahnstange lässt sich schnell zum Lifgo linear umbauen und kann dann in Anwendungen mit besonders langen Verfahrwegen eingesetzt werden. Die Variante Lifgo doppel verfügt über zwei parallel laufende Zahnstangen und ist für Handling-Aufgaben konzipiert, die mithilfe von Zentrier- oder Greiferbewegungen ausgeführt werden. Mit dem Lifgo linear doppel wiederum können Greif- und Zentrierbewegungen in Anwendungen mit langen Verfahrwegen bewältigt werden. Das Lifgo SVZ ist mit einer schrägen Verzahnung ausgestattet, was einen sehr leisen Betrieb ermöglicht. In der Ausführung Lifgo excenter kann das Zahnflankenspiel individuell eingestellt werden.

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Für einfache synchrone Hubaufgaben ohne Querkraftaufnahme eignen sich die Lean-SL-Zahnstangengetriebe. Sie besitzen eine rundgeführte Zahnstange mit großem Durchmesser sowie einer breiten Verzahnung und sind deshalb besonders biegesteif. Lean-SL-Getriebe gibt es in fünf Baugrößen und zwei verschiedenen Ausführungen. Für Anwendungen mit besonders engen Bauräumen ist die Größe Lean SL 5.m erhältlich, für sehr schwere Lasten hat Leantechnik das Lean SL 5.5 mit Hubkräften bis 25.000 N im Programm. Sämtliche Lifgo- und Lean-SL-Zahnstangengetriebe werden nach dem Baukastensystem gefertigt, sodass sie sich beliebig miteinander kombinieren lassen.

Individuelle Positioniersysteme

Die Kombinationsmöglichkeiten erlauben die Konstruktion vieler Positioniersysteme. Von einfachen Hubsystemen bis hin zu komplexen Transfer- und Shuttleanlagen gibt es kaum eine Anwendung, die nicht realisierbar ist.

Unter dem Namen Leantranspo fertigt Leantechnik unter anderem Hubtische, Hubsäulen und Portalanlagen für Kunden aus unterschiedlichen Branchen. Zu den Leantranspo-Positioniersystemen zählen auch Anlagen, die speziell für die Automobilindustrie konzipiert wurden, zum Beispiel das Drei-Achs-Positionierungssystem DAP, der Hub-Senk-Förderer HSF oder die AFP-/NC-Lokatoren. Jedes Leantranspo-System wird in enger Abstimmung mit dem Kunden entwickelt, damit es dessen Anforderungen optimal erfüllt.

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Hubsäulen-Anwendungen

Diese Art von Leantranspo-Anlagen kommt in sehr unterschiedlichen Branchen und Anwendungen zum Einsatz. An einem Flughafen transportieren Hubsäulen beispielsweise Chassis mit verdächtigen Koffern in einen Bunker. Dort werden Druckverhältnisse wie in einem Flugzeug in etwa 10.000 m Höhe simuliert. Druckempfindliche Bomben können so kontrolliert zur Explosion gebracht werden. Die Chassis mit den Koffern werden mithilfe eines Lifgo-linear-5.3-Zahnstangengetriebes in den Bunker befördert, das Hubkräfte bis 15.900 N erreicht und Lasten mit einem Gewicht von bis zu 1 t heben kann.

Eine andere Hubsäulen-Anwendung ist in der Automobil-Industrie zu finden. Hier positionieren die Leantranspo-Anlagen von Leantechnik Gitterboxen mit aufgestapelten Motorhauben und anderen Bauteilen so am Montageband, dass Roboter sie blitzschnell greifen und weiterverarbeiten können. Die Doppelhubsäulen fahren einen vertikalen Hub von 175 mm und positionieren mit einer Genauigkeit von 0,01 mm. Um sicherzustellen, dass beide Säulen gleiche Hübe ausführen, synchronisiert eine Profilwellle die gegenüberliegenden Getriebe miteinander. Als Antrieb für die Getriebe dient ein Servogetriebe-Motor.

Pick-and-place-Anwendungen

Positioniersysteme von Leantechnik spielen auch eine wichtige Rolle in der Fertigung von Be- und Entladesystemen für CNC-Drehmaschinen. Sogenannte Stangenlader führen den Maschinen Material zur Verarbeitung zu oder entnehmen das fertige Produkt. Für die Produktion solcher Anlagen eignet sich ein 2-Achs-Portal von Leantechnik, das Alu-Profile in die passende Position für die Weiterverarbeitung hebt.

Das Portal besteht aus zwei Lifgo-linear-Zahnstangenhubgetrieben und einer Lifgo-Führung, die für die nötige Präzision des Positioniervorgangs sorgt. Darauf aufgebaut sind zwei Lifgo-Getriebe für die Z-Achse. An den Zahnstangenenden befinden sich Zusatzvorrichtungen, zum Beispiel Saugnäpfe oder Greifer, die ein ideales Handling erlauben.

Zwei wesentliche Eigenschaften der Positioniersysteme sind Schnelligkeit und Präzision. Ein namhafter Flaschen-Hersteller hat sich deshalb für ein kompaktes 3-Achs-Handling-System von Leantechnik entschieden, denn für die Entnahme der Flaschen vom Förderband und ihre Platzierung in einem Blister am Ende der Produktionsstraße bleibt wenig Zeit.

Achs-Portal mit ausfahrbarem Tragarm

Das Achs-Portal wurde für den einseitigen Zugriff konzipiert und verfügt über einen ausfahrbaren Tragarm. Dieser greift die Flaschen vom Förderband und setzt sie in Blister ein, in denen sie anschließend verpackt werden. Mit den im Portal verbauten Lifgo-Zahnstangengetrieben sind Hubgeschwindigkeiten von bis zu 50 m/s2 möglich.

Das Drei-Achs-Positioniersystem DAP wurde speziell für die Produktionslinien der Automobilindustrie entwickelt. Die Branche steht vor der Herausforderung, immer mehr Karosserie-Varianten in immer kleineren Stückzahlen fertigen zu müssen. Eine Möglichkeit, dies wirtschaftlich abzubilden, ist die Fertigung einer geringen Anzahl an Karosserie-Modulen, aus denen sich viele Modellvarianten ableiten lassen.

Das DAP von Leantechnik hilft dabei: Das System passt sich an die unterschiedlichen Karosserietypen an und ist mit seiner flexiblen Bewegung im Raum optimal für den Einsatz in der Linienfertigung geeignet. Das System besteht aus drei Achsen, an denen jeweils Lifgo-Getriebe verbaut sind. Am oberen Ende der Z-Achse werden Bauteile aufgenommen und festgespannt. Dies ist möglich, da die Anlage Quer- und Prozesskräfte aufnehmen kann. Da die Abstände zwischen den Aufnahmepunkten für jede Karosserie automatisch angepasst werden, lassen sich Karosserien verschiedener Größen und Formen auf derselben Fertigungsstraße herstellen.

Viele Produktvarianten auf einer Linie

Ein ähnliches Prinzip wie dem DAP liegt auch den AFP-/NC-Lokatoren zugrunde. Mit ihnen können Unternehmen zahlreiche Produktvarianten auf einer Linie produzieren. Jede Achse und jeder Antrieb wird separat definiert und nach den Anforderungen des Kunden konfiguriert.

Das AFP-System basiert auf Lifgo-linear-Getrieben und setzt sich aus einer Längs-, einer Quer- und einer Hubachse zusammen. Angetrieben werden die Achsen von einem bürstenlosen 24 VDC-Servoantrieb mit integriertem Controller, als Befestigungsmittel stehen eine Haltebremse sowie eine Klemmkupplung zur Verfügung. Der Controller ist frei programmierbar und besitzt eine Can-Bus-Schnittstelle.

Mit den AFP-/NC-Lokatoren sparen Anwender nicht nur Umrüstzeiten, sie steigern aufgrund des geringen Platzbedarfs der Anlagen auch die Flächenproduktivität der Fertigung.

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