Energiekette für hohe Hubgeschwindigkeiten in Pressenautomationssystem

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Energiekette E4.1L
• Anforderungen: Extrem hohe Hubgeschwindigkeiten, Hubbeschleunigungen und Hubzahlen erfordern Stabilität und Dynamik, wenig Platz in der Anlage
• Branche: Maschinenbau, Automations- und Prüfanlagen
• Erfolg für den Kunden: E4-Kette stellt die perfekte Lösung für die konkrete Anwendung dar: hohe Stabilität bei geringer Größe, geringes Eigengewicht der E4.1L-Ausführung, große Dynamik für die hohen Hubgeschwindigkeiten und Hubzahlen, besonders kleine Biegeradien; der Kunde berichtet nur von guten Erfahrungen und lobt heute die Langlebigkeit und hohe Verfügbarkeit

Das Pressen-Abnahmegerät der neuesten Generation entnimmt Wendeschneidplatten aus der Presse und palettiert sie auf Sintertrays für den nachfolgenden Sinterprozess.

Problem

Bei ROBOWORKER in Weingarten werden hauptsächlich Automations- und Prüfanlagen für die Wendeschneidplatten-Produktion konstruiert und gefertigt. Dabei bietet das Unternehmen Systeme für nahezu den gesamten Herstellungsprozess der Wendeschneidplatten an. ROBOWORKER steht dabei für besonders flexible und kompakte Anlagen aber auch für ausgefeilte Steuerungssoftware. So hat ROBOWORKER unter Nutzung des Echtzeitbetriebssystems TwinCAT von BECKHOFF eine flexible Schnittstelle für Linearroboter und eine konfigurierbare Applikationssoftware entwickelt, die selbst schwierige Lade- und Palettieraufgaben mit geringem Programmieraufwand optimal löst.
Wendeschneidplatten werden aus Hartmetallpulver gepresst. Die Pressenautomationssysteme von ROBOWORKER entnehmen die empfindlichen Grünteile aus der Presse und palettieren sie für den nachfolgenden Sinterprozess ab.
Um die Präzision im Pick&Place-Prozess bei gleichzeitig hoher Durchsatzgeschwindigkeit sicherzustellen setzt ROBOWORKER konsequent auf Linearroboter. Damit realisieren die Schwaben eine High-Speed-Entnahme mit einer Positionierwiederholgenauigkeit von bis zu +/-0,02 mm. Besondere Anforderungen für alle Komponenten wie auch die Leitungsführung in dem Pressenautomationssystem ergeben sich daher aufgrund der extrem hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Die hohen Hubgeschwindigkeiten und Hubzahlen erfordern eine besonders stabil gebaute und gleichzeitig flexible Kabel- und Leitungsführung. Neben kleinen Biegeradien sollte die Führung außerdem besonders platzsparend sein. Dies hilft später nicht nur bei der Dimensionierung der Lösung, sondern spart auch Energie im laufenden Betrieb.
 

Lösung

Die Strom- und Datenleitungen für die Linearroboter und Greifer sowie die pneumatischen Schläuche hat ROBOWORKER bei dieser Maschine erstmals in der igus Energiekette E4.1L untergebracht, die für diese Anwendung optimal geeignet war. Denn die nun verwendete Energiekette hat gleich mehrere Eigenschaften, die für dieses Projekt entscheidend waren. So zeichnet sie sich bei geringer Größe durch hohe Stabilität aus. Geringes Eigengewicht der E4.1L-Ausführung und große Dynamik für die hohen Hubgeschwindigkeiten und Hubzahlen gehörten zu den wichtigsten Anforderungen für die geplante Anwendung. Aber auch die besonders kleinen Biegeradien stellen keine Probleme für die neue Lösung dar.
Die hohen Anforderungen in Bezug auf Beschleunigung und Geschwindigkeit konnten auch komplett erfüllt werden. In der X-Achse beträgt der Hub 1355 mm, der Biegeradius 175 mm. Bei Y- und Z-Achse beträgt der Hub jeweils 500 mm, die Biegeradien liegen bei 100 mm und 125 mm.
Die trotz der stabilen Bauweise geringe Masse der Leitungsführung reduziert zudem das Risiko von Vibrationen und Schwingungen. Auch dies war eine Herausforderung angesichts der Beschleunigungen, die mehr als das 3,5-fache der natürlichen Gravitation betragen. Gleichzeitig setzt ROBOWOKER ein eigens konstruiertes Gussgestell ein, auf dem das gesatem System extrem ruhig steht.
Mit den Energieketten von igus hat ROBOWORKER bislang nur gute Erfahrungen gemacht. Generell seien Ausfälle aufgrund von Kabel- oder Energieketten sehr selten, lobt der Konstruktionsleiter Sautter. Bei früheren Projekten kamen bereits Energieketten mit minimalen Biegeradien zum Einsatz. Es wurden zum Teil sogar Sonderanfertigungen geliefert, um die Anforderungen von ROBOWORKER erfüllen zu können.

Die L-Version der Energiekette E4.1 ist besonders stabil, dabei aber etwa 30 Prozent leichter als die Standard-Ausführung.

Der Verschlussmechanismus ist leicht zu öffnen, auch die Fachböden sind einfach einzusetzen. So kann die Energiekette besonders schnell bestückt werden.

Energieketten auf X- und Y-Achse des Linearroboters. Die Energieketten – hier in der offenen Variante – sind gut gefüllt und nehmen dank enger Biegeradien nur wenig Platz ein.

Bei der Z-Achse kommt die geschlossene Variante der Energiekette zum Einsatz.