Steigern Sie die Betriebszeit in Ihrem Presswerk

Mit Leichtbau-Tooling-Systemen und -Komponenten der nächsten Generation werden Presswerk-Prozesssicherheit, Geschwindigkeit, Betriebszeit, Kosten und Standardisierung optimiert – für einen effizienteren und zuverlässigeren Betrieb, mit dem strenge Produktionsanforderungen erfüllt werden können.

Produktionszeitpläne sind unerbittlich. Fristüberschreitungen führen zu rückläufigen Einnahmen für Presswerke, die darauf angewiesen sind, ihre Ausfallzeiten zu eliminieren und ihre Effizienz mit Leichtbau-Tooling der nächsten Generation zu steigern. So werden Sauger, Endeffektor-Tooling-Systeme und Magnete zum Pick-and-Place und Sichern von Presswerk-Materialien verwendet. Sowohl Design als auch Funktionalität dieser Tools wurden erheblich weiterentwickelt und erfolgreiche Presswerke setzen diese Komponenten ein – darunter die neuesten Robotersysteme.

Aus hochfestem Luftfahrt-Aluminium gefertigtes Leichtbau-Tooling, das bis zu 50 Prozent weniger wiegen kann als herkömmliche Stahlkomponenten, dienen beispielsweise der Leistungsverbesserung von Presswerken in vier kritischen Bereichen:

  • 1. Schwingung – Aufgrund ihrer geringeren Masse kann mit Endeffektoren in Aluminium-Leichtbauweise das Ausmaß an Schwingungen während Pick-and-Place-Anwendungen verringert werden. Weniger Schwingungen bedeuten eine geringere Belastung des Hubsystems, was wiederum mit einer hohen Positioniergenauigkeit, weniger Wartungsaufwand und kürzeren Ausfallzeiten gleichzusetzen ist.

  • 2. Robotergröße – Leichtere Endeffektoren können von kleineren Robotern gesteuert werden. Kleinere Roboter sind wiederum schneller und effizienter als die Pick-and-Place-Roboter für hohe Traglasten.

  • 3. Geschwindigkeit – Für Endeffektoren bedeutet Leichtbau Schnelligkeit. So können bestimmte Endeffektormodelle aus Aluminium bis zu 30 Prozent schneller sein als schwerere Ausführungen. Leichtere Komponenten können zudem einfacher ausgewechselt werden, sodass ein Werkzeugwechsel, der bisher eine halbe Stunde in Anspruch genommen hat, jetzt in zehn oder weniger Minuten durchgeführt werden kann. Diese Geschwindigkeit, kombiniert mit einer höheren Genauigkeit und Effizienz, bedeutet eine höhere Produktionsleistung und eine bessere Gesamtanlageneffektivität. (GAE)

  • 4. Sicherheit des Bedienpersonals – Durch die Handhabung schwerer Werkzeuge und Komponenten wird Ihr Personal stark belastet. Mit den neuesten Endeffektoren, die bis zu 50 Prozent weniger wiegen als herkömmliches Tooling, sinkt das Risiko, dass Ihr Bedienpersonal zu stark belastet wird oder Verletzungen am Rücken erleidet.

Vorteile der Optimierung Ihrer Werkzeugwechsler

Durch die Optimierung der Werkzeugwechsler in Ihrem System können Sie die Produktionsleistung erheblich verbessern. Beobachtet werden kann das in der automatischen Werkzeugwechsler-Technologie, die in den letzten Jahren aufgrund effizienterer Roboter erheblich gewachsen ist. So kann ein Roboter in einem automatischen Werkzeugwechselsystem einen Endeffektor entfernen, auf einem Tool-Stand absetzen und dann dort durch einen anderen ersetzen, ohne dass ein Bediener eingreifen muss. Durch diesen effizienten Einsatz können Werke einzigartige Aufgaben, bei denen Teile bewegt werden müssen, optimieren und ihre Rüstkosten senken.

Erfolgreiche Werke setzen gewöhnlicherweise ein vereinfachtes „semi-automatisches“ Werkzeugwechselsystem ein, bei dem sowohl ein Roboter als auch ein Bediener an einem 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.

 

Mit Leichtbau-Tooling-Systemen und -Komponenten der nächsten Generation werden Presswerk-Prozesssicherheit, Geschwindigkeit, Betriebszeit, Kosten und Standardisierung optimiert – für einen effizienteren und zuverlässigeren Betrieb, mit dem strenge Produktionsanforderungen erfüllt werden können.

Währenddessen entfernt der Bediener die Endeffektorausleger vom ersten Tool-Stand und ersetzt sie durch das neue Tooling. Der Vorteil hierbei besteht darin, dass das Presswerk während des manuellen Endeffektorwechsels weiterlaufen kann, wodurch wiederum die Betriebszeit verbessert wird. Außerdem erfordert diese Lösung weniger Platz als ein Stand für fünf, zehn oder 15 Werkzeuge. Durch die Endeffektorteile in modularer Aluminium-Leichtbauweise ist es zudem einfacher, Ersatzteile auf Lager zu haben. Damit kann die Zeit für einen Werkzeugwechsel von zwei Stunden auf 15 bis 30 Minuten verkürzt werden.

Diese Kombination aus automatischen und manuellen Werkzeugwechselprozessen wird auch als „Universalwerkzeug“ bezeichnet: Per Definition handelt es sich hierbei um eine Werkzeugwechseleinrichtung, die um einen kräftigen Hauptausleger herum aufgebaut ist. Dieser ist an einem Ende an einem automatischen, von einem Roboter gesteuerten Werkzeugwechsler befestigt und am anderen Ende, wo sich leichtere Endeffektorausleger befinden, an einem manuellen Werkzeugwechsler. Unter Verwendung des Universalwerkzeugs kann die Produktionsgeschwindigkeit mit leichteren Komponenten um bis zu 30 Prozent verbessert werden. Außerdem sorgen sie für mehr Sicherheit und sie sind ergonomisch geformt und weniger anfällig für kostenaufwendigen Verschleiß.



 

. So werden herkömmliche Systeme mit zwei Luftleitungen betrieben: eine zum Erzeugen des Vakuums, sodass Gegenstände angehoben werden können, und eine zweite, über die Luft in den Sauger gepumpt wird, um das Teil wieder freizugeben. Die zweite Abblasleitung kann allerdings unzuverlässig sein, sodass Teile falsch oder ungleichmäßig abgesetzt werden, was wiederum zu Störungen am Roboter und Werkzeugwechselsystem führen kann. 

DIE BEDEUTUNG VON SAUGERN

Sauger sind zwar die kleinsten Komponenten in einem Endeffektorsystem, sie tragen jedoch eine große Verantwortung. Um ihre Vorzüge voll nutzen zu können, muss der Hersteller 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. Zu diesen Eigenschaften gehören:

  • Werkstofftyp - Werkstofftypen lassen sich normalerweise zwei grundsätzlichen Kategorien zuordnen: porös oder nicht-porös. Unter poröse Werkstoffe fallen unter anderem Karton, Holz und Styropor, die im Allgemeinen alle eine höhere Saugleistung, jedoch keine Vakuumerzeugung auf hohem Niveau erfordern, um angehoben zu werden. Nicht-poröse Werkstoffe (Stahl, Aluminium, Hartplastik usw.) erfordern eine geringere Saugleistung zum Anheben.

  • Werkstoffoberfläche - Werkstoffoberflächen lassen sich zwei grundsätzlichen Kategorien zuordnen: trocken oder ölig. Die meisten Gegenstände sind trocken, es gibt jedoch bestimmte Kunststoffklassen, die über ölige Oberflächen verfügen können. Außerdem werden manche Bleche mit einem Rostschutzmittel behandelt, bevor sie dem Presswerkprozess zugeführt werden, wodurch die Oberfläche einen öligen Glanz erhält. Durch die Wahl des richtigen Saugerprofils wird die korrekte Handhabung gewährleistet.

  • 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, als dass ein Sauger eingesetzt werden könnte. Auch Gegenstände mit zu vielen Löchern in geringen Abständen sind nicht für Sauger geeignet.

  • Form - Sauger sind traditionell in zwei Formen erhältlich: rund oder oval. Runde Sauger sind am gängigsten. Für Anwendungen, bei denen ein sehr schmaler Gegenstand gegriffen werden muss, ist jedoch möglicherweise ein langer ovaler Sauger erforderlich. Auch die neuen glockenförmigen Sauger werden immer beliebter, da sie auf konvexen oder konkaven Oberflächen haften und durch ihre weiterentwickelte innere Haftstruktur hohen Scherkräften widerstehen können.

Innerhalb der verschiedenen Saugerfamilien gibt es zwei Bauformen:

    1. Faltenbalg-Ausführung - Der Faltenbalg-Sauger hat die Form einer Ziehharmonika. Das macht ihn flexibler, sodass man damit auch Gegenstände anheben kann, die keine einheitliche Form haben oder nicht gut auf den Sauger ausgerichtet werden können. Möglich wird dies durch eine höhere Saugleistung, durch die große Luftmengen aus dem Inneren gesaugt werden.

    2. Flache Ausführung - Bei flachen Saugern muss zur Erzeugung der Haftkraft weniger Luft herausgesaugt werden, sie sind jedoch nicht so flexibel wie Faltenbalg-Sauger.

Messung der Sauger-Härte

„Durometer“ ist eine Einheit zum Messen der Materialhärte und wird typischerweise für Polymere, Elastomere und Kautschuk verwendet. Die meisten Sauger-Anbieter verwenden die Shore-A-Skala für das Messen des Härtegrads in Durometer. Höhere Zahlen stehen für härtere und niedrigere Zahlen für weichere Materialien.

Auf dem heutigen Markt wird für normierte Sauger – sowohl auf Kautschuk- als auch auf Polyurethan-Basis – die oben genannte Skala zum Messen der Durometerhärte verwendet:

  • Durometerhärte von 30 - Ein weicheres Durometer ist perfekt für konturierte Platten geeignet, verfügt aber möglicherweise über eine kürzere Lebensdauer als Sauger mit einer höheren Durometerhärte.

  • Durometerhärte von 45 - Ein Sauger aus mittelhartem Kautschuk passt sich den meisten Konturen an und ist damit äußerst vielseitig einsetzbar. Dieser Kautschuk verfügt normalerweise über eine längere Lebensdauer als ein Sauger mit einer Durometerhärte von 30.

  • Durometerhärte von 60 - Das härteste Durometer ist besonders gut für flache, ölige Oberflächen geeignet. Seine Lebensdauer ist länger als die eines Saugers mit einer Durometerhärte von 45.




 

Aus hochfestem Luftfahrt-Aluminium gefertigtes Leichtbau-Tooling, das bis zu 50 Prozent weniger wiegen kann als herkömmliche Stahlkomponenten, dienen beispielsweise der Leistungsverbesserung von Presswerken in vier kritischen Bereichen.

Manche Sauger-Anbieter versehen ihre Produkte je nach Durometerhärte mit einem Farbcode – für eine einfache Identifizierung, Wartung und Auswechslung. Denken Sie bei der Wahl eines Durometers für Ihre Anwendung daran, dass konturierte Teile, oder solche mit scharfen Ecken oder Kanten, eine geringere Durometerhärte erfordern, sodass sich die Sauger besser an die Konturen anschmiegen können. Flache Oberflächen sind hingegen ideal für härtere Durometer geeignet, da ein Sauger aus diesem Material über stärkere Halteeigenschaften verfügt.


Profil

Wie Fahrzeugreifen weisen auch viele Sauger ein einzigartiges Profil auf. Anhand dieses Profils kann die Haltekraft des Saugers auf der Oberfläche des zu greifenden Materials bestimmt werden. Was für einen Anwendungsbereich geeignet ist, funktioniert in einem anderen vielleicht nicht, insbesondere wenn die Werkstoffoberfläche trocken oder ölig ist. Bei einigen Saugern wird das einzigartige Profil zudem mit mehreren Durometern kombiniert, um eine größere Greifkraft zu erzielen.

Befestigungsart

Eine große Auswahl an Befestigungsarten ist verfügbar: zöllige NPT-Außen-/Innengewinde und metrische G-Gewinde, quadratische T-Halterung und Schnellkupplung. Neue Leichtbau-Gewinde aus Kunststoff sind inzwischen auch auf dem Markt erhältlich. Damit bieten die Sauger-Hersteller Produkte, mit denen die Anforderungen des Endkunden an die bevorzugte Befestigungsart erfüllt werden. Vor der Wahl einer Befestigungsart ist es empfehlenswert, den Hersteller zu konsultieren, um festzulegen, 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. Die Konfiguration und der Betrieb des Venturi-basierten Systems hat sich jedoch geändert. So werden herkömmliche Systeme mit zwei Luftleitungen betrieben: eine zum Erzeugen des Vakuums, sodass Gegenstände angehoben werden können, und eine zweite, über die Luft in den Sauger gepumpt wird, um das Teil wieder freizugeben. Die zweite Abblasleitung kann allerdings unzuverlässig sein, sodass 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. Heutzutage entwickeln viele Anbieter von Presswerkausstattung – zum Vorteil von Kunden weltweit – Komponenten, die gleich aussehen und gleich gebaut sind: Wenn beispielsweise ein Produkt nach den Spezifikationen eines Werks in Detroit gefertigt wird, weiß der Hersteller, dass die gleichen Komponenten und Systeme auch in einer ähnlichen Einrichtung in China eingesetzt und gewartet werden können.

Dank anderer Innovationen konnten Betreiber in den letzten Jahren zudem mehr Stanzteile pro Stunde herstellen und dabei den Verschleiß des Gesamtsystems verringern, zum Beispiel:

  • Blechgreifer - Dank einer überarbeiteten Konstruktion sind die Blechgreifer leichter und kompakter, ohne dabei an Klemmkraft einzubüßen. Dadurch können sie nahtlos mit den Leichtbau-Tooling-Komponenten betrieben werden.

  • Näherungsschalter-Halterungen - Diese Halterungen sind aus hochfestem glasfaserverstärkten Nylon konstruiert, sodass sie der hohen Empfindlichkeit von Näherungsschaltern zur Erkennung von Aluminium standhalten, die in den zunehmend beliebten Materialtransport-Produktlinien mit robotischen Pick-and-Place-Anwendungen verwendet werden.

  • Schwenkeinheiten - Für eine automatisierte Lösung in Drei-Achs-Presswerkanwendungen können diese Schwenkeinheiten gemeinsam mit Endeffektoren und Blechgreifern eingesetzt werden. Schwenkeinheiten mit flacher Bauweise gewährleisten zudem ein präzises Positionieren. Magneten sollten als Möglichkeit zum Pick-and-Place von Teilen und/oder Endprodukten auch nicht vernachlässigt werden.

Befestigungsart

Eine große Auswahl an Befestigungsarten ist verfügbar: zöllige NPT-Außen-/Innengewinde und metrische G-Gewinde, quadratische T-Halterung und Schnellkupplung. Neue Leichtbau-Gewinde aus Kunststoff sind inzwischen auch auf dem Markt erhältlich. Damit bieten die Sauger-Hersteller Produkte, mit denen die Anforderungen des Endkunden an die bevorzugte Befestigungsart erfüllt werden. Vor der Wahl einer Befestigungsart ist es empfehlenswert, den Hersteller zu konsultieren, um festzulegen, 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. Die Konfiguration und der Betrieb des Venturi-basierten Systems hat sich jedoch geändert. So werden herkömmliche Systeme mit zwei Luftleitungen betrieben: eine zum Erzeugen des Vakuums, sodass Gegenstände angehoben werden können, und eine zweite, über die Luft in den Sauger gepumpt wird, um das Teil wieder freizugeben. Die zweite Abblasleitung kann allerdings unzuverlässig sein, sodass Teile falsch oder ungleichmäßig abgesetzt werden, was wiederum zu Störungen am Roboter und Werkzeugwechselsystem führen kann.


Anwendung, Eigenschaften & Anwendungstabelle für Vakuumsauger

Diese Tabelle ist eine Orientierungshilfe bei der Auswahl der richtigen Saugerfamilie für allgemeine Oberflächen, Konturen und Anwendungen.










Auswahl der richtigen Magnete

Zu guter Letzt sollten Magneten als Möglichkeit zum Pick-and-Place von Teilen und/oder Endprodukten erwähnt werden. Starke Seltenerdmagnete eignen sich perfekt für Anwendungsbereiche, bei denen herkömmliche Sauger oder Greifer nicht effektiv sind, beispielsweise für das Anheben und Bewegen schwerer Stahlbleche, Rohteile, Stanzteile und sogar kompletter Baugruppen von Station zu Station, Presse zu Presse und in robotischen Pick-and-Place-Systemen.

 
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