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:
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.
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:
Bei den verschiedenen Saugerfamilien gibt es zwei Bauformen:
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:
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.
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.
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.
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.
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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