Servogesteuerte Greifbacken

In den servogesteuerten Greifbacken sorgen bürstenlose DC-Servomotoren mit integriertem Speed Controller von Faulhaber für die dafür notwendige Präzision und Zuverlässigkeit. - Bild: BMO

| von Volker Beck

Das niederländische Unternehmen BMO Automation startete 2008 mit der Vision einer wesentlich effektiveren Beladung von CNC-Dreh- und Fräsmaschinen. Kunden, zumeist aus der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie, können auf modulare Gesamtlösungen für die Zerspanungsindustrie zurückgreifen, die sich durch qualitativ hochwertige, benutzerfreundliche und flexible Automatisierungslösungen auszeichnen.

In Zusammenarbeit mit Faulhaber entstand dabei ein Servogreifer, der in den Roboterzellen mit einem Roboterarm verbunden ist. Diese Zellen dienen dem automatisierten Be- und Entladen von CNC-Dreh- und Fräsmaschinen.

Wie Roboterzellen eine automatisierte Produktion ab Losgröße 1 ermöglichen

BMO Automation aus dem niederländischen Nederweert in der Provinz Limburg ermöglicht mit ihren Roboterzellen eine automatisierte Produktion ganz unterschiedlicher Losgrößen ab Stückzahl 1. „Leistung bei BMO ist definiert als Flexibilität² mal Produktivität. Durch den von uns entwickelten Servogreifer erhöht sich die Flexibilität erheblich und Kunden können ab Chargengröße 1 automatisieren. Das ist die Zukunft!“, betont Marketing Manager Maarten van Bun.

„Ein einfacher Roboter oder Cobot erledigt 1.000 Mal den gleichen Job. Wir glauben aber, dass die Zukunft mehr eine Automatisierung kleinerer Produktreihen in einem Durchgang darstellt. Wir nennen das Multi Batch Automatisierung. Wir können auch 1.000 Teile automatisiert fertigen, aber eben aufgeteilt in mehrere Serien mit niedrigen Volumina. Eben High Mix und High Volume.“

Wie hohe Varianzen bei hohen Volumina erreicht werden können

Grundsätzlich sind die Margen bei der Fertigung von niedrigen Stückzahlen höher als in der Massenproduktion. Gleichzeitig ist es personal- und damit kostenintensiver, wenn zwischen einzelnen Dreh- und Fräsvorgängen die Werkstücke manuell geladen werden müssen. Daher ist eine Lösung, die beim Einsatz von CNC-Dreh- und -Fräsmaschinen in der metall- und kunststoffverarbeitenden Industrie sowohl hohe Varianzen als auch hohe Volumina erreicht, ein Game Changer.

BMO Automation kombiniert für ihren Ansatz dazu die Vorteile der Palettenautomatisierung mit der Option, auch einzelne Werkstücke vollautomatisiert laden zu können. Aus dem Prinzip „High Mix – Low Volume“ wird so „High Mix & High Volume“. Möglich machen dies unter anderem servogesteuerte Greifbacken, deren Präzision und Zuverlässigkeit durch Faulhaber Antriebe garantiert wird.

Im Servogreifer treibt ein Faulhaber Motor eine Getriebespindel an, die Teil eines Linear-Führungssystems ist. Infolgedessen bewegen sich die Greiferfinger, verbunden mit den geführten Blöcken, in die gewünschte Position für das Produkt, dass in die CNC-Maschine geladen werden soll. Nach dem Dreh- oder Fräsvorgang können sich die Dimensionen des Werkstücks verändern. Hier passt der Servogreifer automatisch und ohne die Lade- und Entladezyklen zu verändern, automatisch die Position der Greiferfinger an. Ein Tausch des Greifers ist somit nicht notwendig.

„Harco Hermans, bei uns für die Forschung verantwortlich, kannte Faulhaber aus früheren Projekten, wo er sehr gute Erfahrungen mit den Motion Control-Produkten gesammelt hat“, erklärt Maarten van Bun. Über das Drive Selection Tool auf der Faulhaber Webseite wurde der passende Motor ausgewählt. Dabei wurde BMO Automation von Faulhaber unterstützt, etwa bei der Überprüfung der Skriptdateien für die Kommunikation mit der BMO Intelligent Control Software.

Die Entwicklung dauerte etwa ein Jahr, einschließlich einer zweimonatigen Testphase bei Referenzkunden. Die größte Herausforderung war dabei, eine zuverlässige Lösung zu integrieren, die in möglichst kleinen Dimensionen und geringem Gewicht verfügbar ist und sich so nur minimal auf die Nutzlast des Roboters auswirkt. „Faulhaber bietet hier sowohl im mechanischen wie auch elektronischen Teil eine sehr kompakte aber dennoch leistungsfähige Lösung, die uns überzeugt hat.“

Im Servogreifer treibt ein Faulhaber Motor eine Getriebespindel an
Im Servogreifer treibt ein Faulhaber Motor eine Getriebespindel an, die Teil eines Linear-Führungssystems ist. Infolgedessen bewegen sich die Greiferfinger, verbunden mit den geführten Blöcken, in die gewünschte Position für das Produkt, dass in die CNC-Maschine geladen werden soll. - Bild: BMO

BMO prämiert für innovative Technik

Eine Konzentration auf die CNC-Automatisierung, langjährige Erfahrung und gute Kontakte zu Herstellern von CNC-Maschinen ermöglicht eine vollständige Integration der Roboterautomatisierung in die zerspanende Fertigung. BMO ist hier Vorreiter in Sachen Automatisierung und Digitalisierung. Das belegen auch die drei Nominierungen zum TechniShow Award. Die erste Nominierung in 2016 gab es für eine Automatisierungslösung, mit der Einzelstücke und Serien durchgehen gefertigt werden konnten.

Möglich machte dies der Wechsel von Spanmitteln, Paletten und Produkten. Zum Zeitpunkt der Nominierung eine echte Premiere. 2018 wurde BMO für eine bahnbrechende Xenon-Software für die Smart Industry 4.0 ausgezeichnet. Verschiedenste Daten von CNC-Maschinen einer Bearbeitungsanlage werden dabei gesammelt und verknüpft. 2020 wurde das Unternehmen für seine Smart Centric E-Clamp zum dritten Mal in Folge nominiert, konnte sich dieses Mal jedoch nicht durchsetzen.

Faulhaber BX4 Motor mit integriertem Speed Controller.
Der Faulhaber BX4 Motor mit integriertem Speed Controller. - Bild: Faulhaber

Das sind die Vorteile einer CNC-Automatisierung

„Eine CNC-Automatisierung steigert die Produktivität, verkürzt die Durchlaufzeit und ist ein Ausweg aus dem Fachkräftemangel“, stellt Maarten van Bun fest. Auch in der Covid-19 Pandemie hat sich der Vorteil einer automatisierten Robotik-Lösung gezeigt. „Corona hatte einen großen Einfluss auf die Metallindustrie. Am Anfang waren Kunden bei Investitionen konservativer, das Segment änderte sich jedoch bald, da klar wurde, eine CNC-Automatisierung ist nicht nur eine Lösung für die Zukunft, sondern auch für jetzt. Ein Roboter wird nicht krank und auch mit begrenzten Arbeitszeiten kann ein menschlicher Bediener das Produktionsniveau gemeinsam mit einer BMO Robotiklösung hoch halten.“

Auch ermöglicht eine automatisierte Fertigung die Produktion vor Ort und man kann so die Nachteile einer ausgelagerten Produktion wie zum Beispiel geschlossene Grenzen, Einschränkungen im Reise- und Warenverkehr, längere Grenz- und Zollkontrollen und lokale Lockdowns, wie sie sich gerade in der Pandemie gezeigt haben, vermeiden.

„Wenn Sie automatisieren möchten, ist es wichtig, dass ein genauer Prozess erstellt wird, der kontinuierlich ein hohes Maß an Sicherheit garantiert. Diese Präzision und insbesondere die Wiederholungsgenauigkeit sind wichtig, da alles vollautomatisch erfolgt, die Fehlerquoten gering sind, unsere Automatisierungen funktionieren ohne dass ein Mitarbeiter dabei stehen muss. Ein zuverlässiger Prozess ist daher extrem wichtig. Die Produkte von Faulhaber garantieren uns Qualität, Sicherheit und nichts, worüber wir uns Sorgen machen müssen. Wir wissen, dass es gut ist und vertrauen den Produkten, die Faulhaber uns anbietet.“, so das Fazit von Maarten van Bun.

Faulhaber veröffentlicht zwei neue Motion Controller
Faulhaber veröffentlicht zwei neue Motion Controller: MC 3001 B (Vordergrund) und MC 3001 P (Mitte). Ihnen gemeinsam ist die extreme Miniaturisierung. Im Hintergrund ist ein passendes Motherboard aus dem Starter Kit abgebildet. - Bild: Faulhaber

Leistungsfähig und extrem miniaturisiert

Mit den neuen Motion Controllern MC3001, erhältlich als MC 3001 B (Board-to-Board-Stecker) oder MC 3001 P (28-Pin-Stiftleiste) rundet Faulhaber die Generation der MC V3.0 Controller im Leistungsspektrum nach unten ab. Die Controller sind extrem miniaturisiert und mit 1,4 Ampere in Dauerbetrieb und bis zu 5 Ampere Spitzenstrom sehr leistungsfähig. Konzipiert sind sie als Slaves für Ansteuer- und Positionieraufgaben von DC-Kleinstmotoren, Linearen DC-Servomotoren oder Bürstenlosen DC-Motoren.

 

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