Die Taktzeiten sind unter anderem durch den Einsatz innovativer Linearmotoren auf fast eine halbe Sekunde gesunken, was wiederum einen beträchtlichen Sprung in der Produktivität ermöglicht. (Bild: Faulhaber)
Klein, aber oho: Das Ventil für ein Antiblockiersystem besteht aus wenigen Komponenten und ist gerade mal acht Millimeter lang. Es wird in siebenstelliger Stückzahl benötigt, die Fertigung muss im Halbsekundentakt arbeiten.
Die Produktion läuft wie folgt: Zunächst werden die Einzelteile aus Vorratsbehältern zugeführt, mithilfe eines Rüttlers vereinzelt und auf einem Fördersystem für den ersten Fertigungsschritt zurechtgelegt. Die Komponenten fahren nun zur entsprechenden Station, wo filigrane Greifer sie aufnehmen und passend zusammenfügen oder anderweitig bearbeiten.
Alle Möglichkeiten der Miniaturisierung ausreizen
All das erledigt die Kompaktautomation der Serie LTM-CI von STIWA. Sie ist für Produkte mit einer Raumdiagonalen bis 30 Millimeter ausgelegt – und selbst das Ergebnis einer drastischen Verkleinerung, wie Roland Schiermayr, Bereichsleiter Forschung und Entwicklung Automation, erzählt: „Ein Kunde im Westen Österreichs stellt millionenfach Dämpfer für ein bekanntes Möbelhaus her. Das Unternehmen wollte eine neue Maschine für die Fertigung anschaffen. Die bestehende war 10 Meter lang – für den Standort in einem engen Alpental einfach zu viel. Das war der Anstoß für uns, alle Möglichkeiten der Miniaturisierung auszuschöpfen.“
Am Ende der Entwicklungsarbeit stand die genannte Kompaktmaschinenplattform die je nach Auslegung und Bestückung mit einer Länge von 3 bis 4 Meter auskommt. Ein starr verkettetes Transportsystem bildet die Basis, die weitere Ausstattung folgt den Bedürfnissen und Vorgaben des Kunden. „Wir können bis zu 22 Funktionsmodule mit 90 Millimeter Breite für unterschiedliche Arbeitsschritte integrieren“, erläutert Christian Mersnik, der bei der Entwicklung von Anfang an beteiligt war. „Dazu gehören zum Beispiel Pick & Place, Laserschweißen mit bis zu fünf Freiheitsgraden, Schrauben, Einpressen, Beschriften sowie Prüf- und Messprozesse.“
Großen Sprung in der Produktivität erreicht
Die Kunden schätzen unter anderem die gleichmäßigen, runden Bewegungen der Maschine, ohne Schläge und Erschütterungen, was einen stabilen Prozess gewährleistet. Die Anlage laufe „wie eine Nähmaschine“, wird das Feedback eines Stammkunden zitiert. Die Taktzeiten sind mit der LTM-CI fast auf nur noch eine halbe Sekunde gesunken, was wiederum einen beträchtlichen Sprung in der Produktivität ermöglicht.
Einen entscheidenden Anteil daran haben die Antriebe der Aktuatoren in der Maschine. Für die Kompaktautomation entdeckten die Entwickler die Produkte von FAULHABER. In der LTM-CI spielt nun der Linearmotor LM 1247 eine wichtige Rolle. Er verrichtet seine Arbeit an bis zu zwanzig Stellen in der Anlage, darunter in Stoppeinheiten – Schieber, die den Materialfluss unterbrechen – und in Greifern. Eine besondere Stärke der FAULHABER-Linearmotoren ist ihre extrem hohe Geschwindigkeit. Dazu liefert dieser Antrieb auch enormen Schub: Bei nur 12,5 mm Breite und 19,1 mm Höhe entwickelt er eine Dauerkraft von 3,6 Newton. „In der Spitze schafft er sogar 10,7 Newton“, hebt Roland Schiermayr hervor. „Es gibt auf dem Markt weltweit keinen anderen kleinen Linearmotor mit dieser Leistungsdichte.“
Entscheidend ist die dauerhafte Zuverlässigkeit der Komponenten
Mit ähnlichem Lob äußern sich die Ingenieure von STIWA über den bürstenlosen Motor der Serie BX4 2250. Er treibt im Portalhandling der Kompaktautomation die Schwenkeinheiten an, mit denen Werkzeuge oder Komponenten in eine bestimmte Position gebracht werden. Hier kam es bei der Auswahl neben den typischen Stärken der FAULHABER-Motoren auf ein Zubehörteil an, wie Christian Mersnik erläutert: „Wir brauchen an dieser Stelle eine sehr hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit. FAULHABER kann diesen Motor mit einem dazu passenden Multiturn-Absolutencoder liefern. Dessen Signale werden für die hohe Qualität der Fertigung und die Qualitätssicherung benötigt.“
Der alles entscheidende Parameter sind für STIWA jedoch die Langlebigkeit und dauerhafte Zuverlässigkeit aller Komponenten. Denn das Unternehmen garantiert den Abnehmern der Kompaktautomation einen störungsfreien Betrieb über nicht weniger als 60 Millionen Hübe. Diese enorme Zahl müssen also auch alle beweglichen Teile schaffen, darunter natürlich auch die Motoren. „Wir knechten unsere eigenen Teile genauso wie die zugekauften Komponenten in Dauerprüfungen“, erklärt Roland Schiermayr. „Nur was diesen Härtetest besteht, wird in die Maschinen eingebaut. Die Motoren von FAULHABER haben gezeigt, dass sie solchen extremen Anforderungen gewachsen sind. Sie helfen uns, unsere eigenen Spitzenwerte bei minimalem Platzbedarf und kürzesten Taktzeiten zu erreichen.“
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