»Flexibel« ist ein flexibler Begriff

Komponenten Das Zauberwort Flexibilität geistert seit vielen Jahren durch die Produktions- und Montagehallen. Doch was damit in der Praxis tatsächlich gemeint ist, interpretiert jeder Anwender äußerst flexibel.

30. März 2007
In der Montage-Anlage von Afag steckt ein Zweiachsen-Handling- System. Ein LME-Linearmodul bildet die X-Achse mit kurzem Verfahrweg. Ein ZME-Linearmodul betreibt die Z- Achse für die Vertikalbewegung. Beides sind elektrische Module, die Greifer arbeiten p
Bild 1: »Flexibel« ist ein flexibler Begriff (In der Montage-Anlage von Afag steckt ein Zweiachsen-Handling- System. Ein LME-Linearmodul bildet die X-Achse mit kurzem Verfahrweg. Ein ZME-Linearmodul betreibt die Z- Achse für die Vertikalbewegung. Beides sind elektrische Module, die Greifer arbeiten p)

Viele für Produktion und Montage Verantwortliche fragen sich, warum es für die vielfältigen Montageaufgaben keine Universalmaschine gibt. Bearbeitungszentren für die Metallteilefertigung können dank Werkzeugmagazin und CNC-Steuerung unterschiedliche Werkstücke durch Zerspanen anfertigen, ohne größere Umbauten und Stillstand der Maschinen. Der Vergleich mit Montagetechnik hinkt allerdings etwas, weil zur Montage von Baugruppen je nach Aufgabe viele unterschiedliche Technologien notwendig sind, während es beim Zerspanen lediglich verschiedene Werkzeuge einzusetzen gilt. Das wirft die Frage auf, warum Unternehmen für Universal-Werkzeugmaschinen mehr Geld ausgeben als für Montageanlagen. Die Investition in eine über Jahre vielfach nutzbaren »Montage-Grundmaschine «, die sich immer wieder für neue Aufgaben anpassen lässt, wird am Ende wirtschaftlicher sein, als regelmäßig in neue Einzellösungen zu investieren. Viele Hersteller von Montagesystemen haben bereits so genannte Montagemodule kreiert, die sich mit integrierten Funktionseinheiten als »Einschübe« jederzeit austauschen und außerhalb der Montagelinie ausrüsten, austesten und umrüsten lassen. Doch einen Durchbruch gibt es bis heute trotz der weitgehenden Verwendung von Standardkomponenten nicht, einen Silberstreif am Horizont dagegen schon: Mit elektrischen Handhabungsmodulen stehen jetzt standardisierte Komponenten für Montageanlagen zur Verfügung. Im Gegensatz zu pneumatisch-mechanischen Handlingmodulen passen sie sich neuen Aufgaben ohne große mechanische Umrüstungen nur durch einfaches Programmieren an. Elektrische Module sind als montagefertige Baugruppen verfügbar. Sie lassen sich aufgrund ihrer standardisierten Abmessungen und technischen Daten schnell und einfach in Anlagenkonstruktionen integrieren. Außerdem sind sie gut in Steuerung und Software einzubinden. Der Handlingspezialist Afag aus der Schweiz hat schon vor einigen Jahren elektrische Handlingmodule entwickelt und damit den Herstellern von Montageanlagen oder auch den Anwendern neue Möglichkeiten im Anlagenbau eröffnet. Beispiele sind standardisierte Bausteine wie das Linearmodul LME, das Achsenhub- und -senkmodul ZME, das Portalmodul PME. Diese Module kann der Anwender mit pneumatischen Greif- und Rotationsmodulen der Baureihen GM und RM kombinieren und mit dem Afag-Baukasten zu Pick-and-Place-Einheiten, Koordinaten- oder Portal-Handlingsystemen aufbauen, die sich durch ihre freie Programmierung ungehindert bewegen können. Als skalierbare Roboter benötigen sie dank ihrer Funktionsintegration und kompakten Bauweise wenig Platz, sind frei zu positionieren und kompatibel zu den pneumatischen »Roten Modulen« von Afag aus Huttwil.

Montage von Magneten

Von den erwähnten Eigenschaften ließ sich auch Siemens Automation and Drives überzeugen. Im Werk Amberg suchte man eine flexible Anlage für die Montage von Magnetpaketen in verschiedenen Varianten. Dazu Johann Hofrichter, Projektleiter Manufacturing Equipment in Amberg: »Wir bekamen die Aufgabe, für die Magnetpaketmontage eine hoch flexible und effiziente Anlage zu bauen, die neben einer breiten Variantenvielfalt auch schnell auf wechselnde Stückzahlen und Auftrags-Prioritäten umgestellt werden kann.« Die Projektgruppe entschied sich für ein Modulkonzept. Den Modulen zugeordnet sind Funktionseinheiten, die sich austauschen oder außerhalb der Montageanlage anpassen lassen. Hofrichter: »Die Module wurden bedarfsorientiert ausgerüstet, jedoch konsequent auf Basis standardisierter Komponenten wie etwa die elektrischen oder pneumatischen Handlingmodule von Afag.« Gestartet als klassisches Simultaneous Engineering, erfuhr das Pflichtenheft im Verlauf des Projekts diverse Anpassungen und zusätzliche Aufgaben. Am Grundkonzept änderte sich aber kaum etwas. Siemens sollte die Anlagen wiederverwenden können und bei Installation und Demontage flexibel sein. Um Wildwuchs an Antrieben, Steuerungen oder Ersatzteilen zu vermeiden, setzte Afag konsequent auf standardisierte Betriebsmittel. Mit den elektrischen Komponenten sollte die Anlage unabhängig sein von der Druckluftversorgung und Energiekosten sparen. Die vollelektrische Ausstattung der Module erlaubt dabei eine lose und frei flutende Verkettung der Werkstückträger zwischen den einzelnen Modulen. Weitere Ziele: lückenlose Erfassung aller Daten über MDE und BDE, halbierte Einführungszeiten, Schallemissionen unter 74dB(A) und kaum mechanische Sonderkomponenten. Elektrische Handlingmodule bieten über eine dynamische Offset- Korrektur die geforderte, absolut reproduzierbare Positionier- und Wiederholgenauigkeit und sind einfach und schnell austauschbar. Insgesamt lieferte Afag 21 elektrische Handlingmodule, aufgeteilt auf acht LME 100-, neun LME 200- und vier ZME-Module, sieben pneumatische Handlingmodule sowie vier Vibrationsförderer für die Zuführung von Kleinteilen. Die LME-Achsen wurden für den Betrieb mit der Antriebssteuerung Sinamics von Siemens optimiert, die ZME-Achsen mit Siemens-Motoren ausgestattet. Das flexible Motorenkonzept harmoniert die elektrischen Afag-Achsen mit der Siemens-Steuerungswelt. www.afag.com

Erschienen in Ausgabe: 02/2007