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Antriebstechnik

Stöber automatisiert Magnetbestückung für Lean Motor

| Redakteur: Lilli Bähr

Die Rotoren seines encoderlosen Lean Motors fertigt Stöber mit einer vollautomatisierten Roboterbestückungsanlage. Die komplette Automation dieses Systems basiert auf der neuesten Technik aus dem eigenen Haus sowie der Entwicklungsumgebung Automation Control Suite AS6.

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Die Ronden des neuen Lean Motors fertigt Stöber mit einer vollautomatisierten Roboterbestückungsanlage.
Die Ronden des neuen Lean Motors fertigt Stöber mit einer vollautomatisierten Roboterbestückungsanlage.
(Bild: Stöber Antriebstechnik)

Nach dem Prinzip „Bridge the Gap“ hat Stöber mit dem Lean Motor eine energieeffiziente Lösung auf den Markt gebracht: Der konsequent encoderlose Antrieb soll bei gleicher Leistung leichter und kleiner als ein Asynchron- und günstiger und robuster als ein Servoantrieb sein. Drehzahl und Drehmoment lassen sich stufenlos vom Stillstand bis zur Maximaldrehzahl bei voller Drehmomentkontrolle regeln. Mit einem Wirkungsgrad bis zu 96 % entspricht der Lean Motor der Effizienzstufe IE5. Dazu hat Stöber den Antrieb mit den Reglern SC6 und SI6 kombiniert. Die Drehzahlabweichung soll bei weniger als 1 % Prozent liegen, die Positioniergenauigkeit bei ± einem Grad.

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„Für die Fertigung der Ronden des neuen Lean Motors haben wir eine vollautomatisierte Bestückungsanlage entwickelt, die aus drei Scara-Robotern sowie einem Rundtakttisch mit fünf Stationen für die einzelnen Bearbeitungsschritte besteht“, erklärt Heiko Berner, Product Manager PLC bei Stöber. Gemeinsam mit seinem Kollegen Heiko Bismarck, Product-Trainer & Supporter bei Stöber, war er für die komplette Automatisierung verantwortlich. „Um die insgesamt 16 Achsen sicher zu handhaben, setzen wir unsere doppelachsigen Anreih-Antriebsregler SI6 ein“, berichtet Heiko Bismarck. „Diese benötigen im Schaltschrank inklusive Versorgungsmodul PS6 nur eine Breite von 40,5 cm.“

An allen Stellen, an denen hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit gefordert sind, sollen spielarme Planeten- oder Kegelradgetriebe zum Einsatz kommen. Dies gilt laut Unternehmen vor allem bei den Achsen in den Robotern und im Rundtakttisch. Angesteuert werden sie zentral über den Stöber Motion Controller MC6. Dieser soll sich für die taktsynchrone Ansteuerung über Ether CAT eignen und dabei auch noch die gesamte Mensch-Maschine-Schnittstelle übernehmen. Alle Berechnungen für die Bahnplanung und Interpolation der drei Roboter erfolgen laut Unternehmen ebenfalls zentral. „Wir haben die Schnittstelle für den Applikationsprogrammierer so einfach wie möglich gehalten“, sagt Heiko Berner. „Der Programmierer kann die Roboter direkt über Punkt zu Punkt (PtP) positionieren und – wenn notwendig – geteachte Positionen im Programmablauf benutzen.“

Einfache Bedienung

Die im System integrierte Visualisierung soll sich für den Anwender direkt an der Maschine zur Bedienung und Information nutzen lassen. Eine Sprachumschaltung ist laut Unternehmen ebenso enthalten wie eine Benutzerverwaltung. Letztere sorgt dafür, dass der Mitarbeiter die Maschine benutzerkonform handhaben kann, mit auf ihn angepassten Einstellungen und Eingriffsmöglichkeiten am integrierten Touch-Panel.

„Unsere Entwicklungsumgebung Automation Control Suite AS6 umfasst alle in Codesys V3 enthaltenen Funktionen für Motion Control und für speicherprogrammierbare Steuerungen“, erläutert Heiko Bismarck. „Für die Programmerstellung stehen uns hochleistungsfähige Drive&Motion-Bibliotheken zur Verfügung, mit denen sich die Anwendung mit reduziertem Programmieraufwand unterstützen lässt.“ In vielen Applikationsbeispielen der kostenneutralen 30-Tage-Testversion der AS6 kann neben der Umsetzung einer Formatverwaltung auch nachvollzogen werden, wie Bedienmenüs aufgebaut sind oder ein umfangreiches Alarmmanagement strukturiert ist. Die Formatverwaltung wird in dieser Anlage für eine schnelle Umstellung des Rondenformats genutzt. Die zu tauschenden formatabhängigen Teile der Maschine sollen sich dabei auf der Steuerung visualisieren lassen. Der Wechsel muss entsprechend quittiert werden. Denkbar sind an dieser Stelle das Abspielen eines Videos oder die Anzeige einer PDF-Dokumentation auf dem Motion Controller, wenn es sich um größere Umbauten handeln sollte.

Einsatz in der Praxis

Die Maschine besteht aus vier Stationen. An der ersten setzt ein 4-Achsen-Scara-Roboter die Ronde auf eine Aufnahme. Der Roboter soll dieses auch anschließend im fertigen Zustand vom Rundtakttisch entnehmen. Be- und Entladen wird die Maschine über zwei Pufferstrecken, die aus Förderbändern bestehen. An der nächsten Station soll ein zweiter Roboter die richtige Anzahl an zusätzlichen Ronden platzieren und diese in Station drei für den nächsten Bearbeitungsschritt positionieren. Der dritte Scara-Roboter bringt in Station vier eine flüssige Masse auf. Wichtig ist hierbei laut Unternehmen: Die Menge des Werkstoffs und die lineare Bahn müssen harmonieren. Nur so soll ein optimales Ergebnis auch bei verschiedenen Rondengrößen sichergestellt sein. Dazu führt die Anlage dem Unternehmen zufolge eine automatisierte Messung durch und korrigiert die Bahn entsprechend. In diesem Prozess soll explizit eine lineare Bahn gefahren werden, während an anderen Stellen in der Maschine die Bahnplanung selbstständig die schnellste Verbindung zwischen zwei Punkten im Raum berechnen soll.

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