STEIGERN SIE DIE BETRIEBSZEIT IN IHREM PRESSWERK

Leichtbau-Toolingsysteme und -komponenten der nächsten Generation optimieren sowohl die Sicherheit, Geschwindigkeit und Betriebszeit als auch die Kosten und die Standardisierung des Stanzprozesses – so sorgen sie für effizientere, zuverlässigere Abläufe, die den strengen Produktionsanforderungen gerecht werden.

Produktionszeitpläne sind unerbittlich. Weil Fristüberschreitungen die Einnahmen von Presswerken reduzieren würden, müssen diese ihre Ausfallzeiten eliminieren und ihre Effizienz steigern – am besten mit Leichtbau-Tooling der nächsten Generation. Man verwendet Vakuumsauger, Endeffektor-Tooling-Systeme und Magnete um Stanzmaterialien aufzunehmen, zu platzieren und zu sichern. Sowohl Design als auch Funktionalität dieser Tools wurden stark weiterentwickelt und erfolgreiche Presswerke setzen diese Komponenten an modernsten Robotern ein.

Aus hochfestem Luftfahrt-Aluminium gefertigtes Leichtbau-Tooling wiegt bis zu 50 Prozent weniger als Stahlkomponenten und dient der Leistungsverbesserung von Presswerken in vier kritischen Bereichen:

  • Schwingung – Durch ihre kleinere Masse reduzieren leichte Aluminium-Endeffektoren die Schwingungen bei der Aufnahme und beim Absetzen von Gegenständen. Weniger Schwingungen bedeuten eine geringere Belastung des Hubsystems, was zu hoher Positioniergenauigkeit, weniger Wartungsaufwand und kürzeren Ausfallzeiten führt.

  • Robotergröße – Leichtere Endeffektoren ermöglichen kleinere Roboter. Kleinere Roboter sind wiederum schneller und effizienter als die Pick-and-Place-Roboter für hohe Traglasten.

  • Geschwindigkeit – Weniger Gewicht macht Endeffektoren schneller. Endeffektormodelle aus Aluminium sind bis zu 30 Prozent schneller als schwerere Ausführungen. Leichtere Komponenten lassen sich auch einfacher auswechseln – Werkzeugwechsel, die früher eine halbe Stunde dauerten, sind in zehn Minuten oder weniger erledigt. Diese Geschwindigkeit, kombiniert mit einer höheren Genauigkeit und Effizienz, bedeutet eine höhere Produktionsleistung und eine bessere Gesamtanlageneffektivität. (OEE)

  • Sicherheit des Bedienpersonals – Der Umgang mit schweren Werkzeugen und Komponenten belastet Ihre Mitarbeiter. Neueste Endeffektoren wiegen bis zu 50 Prozent weniger als herkömmliches Tooling. Das senkt die Belastung des Bedienpersonals und damit das Risiko von Rückenverletzungen.
Round Tooling Application

Vorteile der Optimierung Ihrer Werkzeugwechsler

Die Optimierung der Werkzeugwechsler in Ihrem System kann die Produktionsleistung erheblich verbessern. Dank effizienterer Roboter ist der Bereich der automatischen Werkzeugwechsler in den letzten Jahren erheblich gewachsen. So kann ein Roboter mit automatischem Werkzeugwechsler seinen Endeffektor entfernen, auf einem Tool-Stand absetzen und durch einen anderen ersetzen, ohne dass ein Mensch eingreift. Diese Effizienz hilft Werken ihre spezifischen Aufgaben, bei denen Teile bewegt werden, zu optimieren und ihre Rüstkosten zu senken.

Erfolgreiche Werke setzen oft auf ein einfaches halbautomatisches Werkzeugwechselsystem, bei dem Roboter und Bediener an einem Tool-Stand mit zwei Werkzeugen arbeiten. Weniger gebräuchlich sind kompliziertere Tool-Stände für mehr als zehn Endeffektoren. In diesem System mit zwei Werkzeugen setzt der Roboter einen Endeffektor ab und greift den nächsten.

Währenddessen entfernt der Bediener die Endeffektorausleger vom ersten Tool-Stand und ersetzt sie durch das neue Tooling. Weil die Presse während des manuellen Endeffektorwechsels durchweiterläuft, steigt die Betriebszeit und der Platzbedarf ist geringer als bei einem Stand mit fünf, zehn oder 15 Werkzeugen. Die modulare Konstruktion der Aluminium-Endeffektoren reduziert nicht nur die Ersatzteil-Lagerhaltung, sondern auch die Zeit für einen Werkzeugwechsel, die von zwei Stunden auf 15-30 Minuten sinkt.

Die Kombination von automatischem mit manuellem Werkzeugwechsel wird als Universalwerkzeug (World Tool) bezeichnet: Dabei ist die Werkzeugwechselvorrichtung um einen starken Hauptausleger herum aufgebaut, der an einem Ende mit einem automatischen, robotergesteuerten Werkzeugwechsler verbunden ist und am anderen Ende mit einem manuellen Werkzeugwechsler, an dem sich leichtere Endeffektoren befinden. Dank des Universalwerkzeugs kann die Produktionsgeschwindigkeit mit leichteren Komponenten um bis zu 30 Prozent gesteigert werden.

Venturi Vacuum Generator CPI-VSA-ARVR-x38

Die Bedeutung von Saugern

Sauger sind zwar die kleinsten Komponenten in einem Endeffektorsystem, sie sind aber sehr wichtig. Um ihre Vorzüge voll zu nutzen, muss der Anwender die Eigenschaften des Gegenstands kennen, der angehoben, bewegt und ausgewechselt werden soll. Außerdem muss er wissen, welche Art von Sauger sich am besten für den jeweiligen Gegenstand eignet.

Dabei geht es um folgende Merkmale:

  • Materialtyp - Hier gibt es zwei Kategorien: porös oder nicht porös. Unter poröse Werkstoffe fallen unter anderem Karton, Holz und Styropor. Sie brauchen fürs Anheben meist eine höhere Saugleistung, jedoch keine besonders hohe Vakuumerzeugung. Nicht-poröse Werkstoffe (Stahl, Aluminium, Hartplastik etc.) erfordern eine geringere Saugleistung zum Anheben.
  • Werkstoffoberfläche – Sie wird in zwei grundsätzlichen Kategorien eingeteilt: trocken oder ölig. Die meisten Gegenstände sind trocken, doch manche Kunststoffe haben ölige Oberflächen. Außerdem werden manche Bleche vor dem Pressen mit Rostschutzmittel behandelt, wodurch die Oberfläche eine dünne Ölschicht erhält. Die Wahl des richtigen Saugerprofils gewährleistet die korrekte Handhabung.
  • Kontur – Beantworten Sie folgende Fragen, um die Kontur Ihres Gegenstands zu bestimmen: Ist er flach oder hat er abgerundete Ecken oder Kurven? Manche Gegenstände haben einfach zu viele Rundungen oder Wellen für einen Sauger-Einsatz. Auch Gegenstände mit zu vielen Löchern in geringen Abständen sind nicht für Sauger geeignet.
  • Form – Sauger sind traditionell in zwei Formen erhältlich: Runde Sauger sind am gängigsten. Für Anwendungen, bei denen ein sehr schmaler Gegenstand gegriffen werden muss, ist jedoch möglicherweise ein langer, ovaler Sauger erforderlich. Inzwischen werden glockenförmige Sauger immer beliebter, da sie auf konvexen oder konkaven Oberflächen haften und durch ihre weiterentwickelte innere Haftstruktur hohen Scherkräften widerstehen.

Bei den verschiedenen Saugerfamilien gibt es zwei Bauformen:

  • Faltenbalg - Der Faltenbalgsauger hat ein Akkordeon-Design, das ihn flexibler macht und es ihm ermöglicht, Gegenstände aufzunehmen, die keine einheitliche Form haben oder schlecht auf den Sauger ausgerichtet sind. Dafür braucht er eine höhere Saugleistung, um die große Luftmenge aus dem Inneren abzusaugen.
  • Form - Flache Sauggreifer benötigen weniger Luft, um einen Halt zu erzeugen, sind aber nicht so flexibel wie Faltenbalgsauger.
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Messung der Sauger-Härte

Der Härtegrad gibt an, wie hart ein Material ist und wird hauptsächlich für Polymere, Elastomere und Kautschuk verwendet. Die meisten Sauger-Anbieter verwenden die Shore-A-Skala beim Testen des Härtegrads. Höhere Zahlen stehen für härtere und niedrigere Zahlen für weichere Materialien. Kautschuk- und Polyurethansauger nutzen dieselbe Skala zum Messen des Härtegrads:

  • Härtegrad 30 – Ein weiches Material, ideal für konturierte Platten geeignet, aber mit kürzerer Lebensdauer als härtere Sauger.

  • Härtegrad 45 Ein mittelharter Gummi haftet effektiv an den meisten Konturen und eignet sich daher gut für viele Einsatzfelder. Er hat meist eine längere Lebensdauer als ein Sauger mit Härtegrad 30.

  • Härtegrad 60 - Der höchste Härtegrad funktioniert gut bei öligen, flachen Oberflächen. Die Lebensdauer ist länger als bei einem Vakuumsauger mit Härtegrad 45.

Manche Sauger-Anbieter versehen ihre Produkte je nach Härtegrad mit einem Farbcode – für eine einfache Identifizierung, Wartung und Auswechslung. Denken Sie bei der Wahl eines Härtegrads für Ihre Anwendung daran, dass konturierte Teile oder solche mit scharfen Ecken bzw. Kanten, weichere Sauger benötigen, die sich besser an die Konturen anschmiegen. Bei flachen Oberflächen sind hingegen höhere Härtegrade möglich, da solche Sauger über stärkere Halteeigenschaften verfügen.

Profil

Wie Fahrzeugreifen weisen auch viele Sauger ein einzigartiges Profil auf. Das Profil beeinflusst die Haltekraft des Saugers auf der Oberfläche des Gegenstands, der bewegt werden soll. Was für einen Anwendungsbereich geeignet ist, funktioniert in einem anderen vielleicht nicht, speziell wenn eine Oberfläche trocken oder ölig ist. Bei einigen Saugern wird das Profil zudem mit mehreren Härtegraden kombiniert, um eine größere Kraft zu erzielen.

Befestigungsart

Es gibt viele Anschlussarten: Zöllige NPT- und metrische G-Außengewinde, quadratische T-Montage und Schnellkupplungen. Außerdem sind inzwischen auch neue Leichtbau-Gewinde aus Kunststoff erhältlich. So bieten die Sauger-Hersteller jedem Anwender seine bevorzugte Befestigungsart. Vor der Anschlusswahl sollte man definieren, welche Art von Automationssystem verwendet wird. Denn wenn der Sauger nicht auf die Halterung passt, ist Ihr System nicht betriebsfähig.

Für die Luftzufuhr zum Betreiben der Sauger werden weltweit Venturi-Systeme eingesetzt. Dabei gibt es zwei verschiedene Venturi-basierte Systeme. Traditionelle Systeme arbeiten mit zwei Luftleitungen: eine zur Erzeugung des Vakuums und eine zweite, die Luft in den Sauger einbläst, um das Teil wieder freizugeben. Die zweite Leitung zum Abblasen kann allerdings unzuverlässig sein, wodurch Teile falsch oder ungleichmäßig abgesetzt werden, was wiederum zu Störungen am Roboter und Werkzeugwechselsystem führen kann.

Ein Sortiment an Tooling-Komponenten

Mit einer Vielzahl von zusätzlichen Komponenten und Zubehör kann die Presswerkleistung optimiert werden. Viele Anbieter von Presswerkausrüstungen haben standardisierte Komponenten entwickelt, was Anwendern auf der ganzen Welt zugute kommt: Wenn beispielsweise ein Auftrag für ein Werk in Detroit spezifiziert wird, lassen sich dieselben Komponenten und Systeme auch in einer ähnlichen Anlage in China verwenden und können dort gewartet werden.

Dank weiterer Innovationen in den letzten Jahren konnten Betreiber zudem Teile schneller herstellen und dabei den Verschleiß des Gesamtsystems verringern.

  • Blechgreifer – Mit überarbeiteten Konstruktionen sind Blechgreifer bei gleichen Kräften leichter und kompakter geworden. Dadurch können sie nahtlos mit den Leichtbau-Tooling-Komponenten betrieben werden.

  • Näherungsschalter-Halterungen – Sie bestehen aus hochfestem glasfaserverstärkten Nylon, weil Näherungsschalter zur Erkennung von Aluminium sehr empfindlich sind. Man verwendet sie in den beliebten robotischen Pick-and-Place-Anwendungen.

  • Schwenkeinheiten – Man nutzt sie für Automatisierungslösungen in Drei-Achsen-Presswerkanwendungen gemeinsam mit Endeffektoren und Blechgreifern. Schwenkeinheiten mit flacher Bauweise gewährleisten zudem ein präzises Positionieren. Auch Magneten können zum Pick-and-Place von Teilen und/oder Endprodukten in Betracht kommen

Auswahl der richtigen Magnete

Zu guter Letzt sollten Magneten als Möglichkeit zum Pick-and-Place von Teilen und/oder Endprodukten erwähnt werden. Starke Magnete aus Seltenen Erden sind in einigen Anwendungsbereichen effektiver als herkömmliche Sauger oder Greifer . Etwa beim Heben und Bewegen schwerer Stahlbleche, Rohteile, Stanzteile und sogar kompletter Baugruppen von Station zu Station, von Presse zu Presse oder in robotischen Pick-and-Place-Systemen.

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