Werkzeugmaschinenverkettung mit Roboteranbindung

Hybride Transportlösung

Schnaithmann bietet hybride Transportlösungen zum Verketten und Automatisieren von Werkzeugmaschinen. Durch die Kombinationen von herkömmlichen Transfersystemen mit moderner Linearmotortechnik, Handling-Systemen und Robotern haben sich die einstmals einfachen Transportstrecken zu hoch integrierten Funktionsmodulen weiterentwickelt.

Beispiel einer hybriden Automatisierungslösung: Schnaithmann hat das Multi-Carrier-System MCS von Festo in sein Transfersystemportfolio integriert und mit dem Highspeed-Roboter Fast Picker TP80 von Stäubli kombiniert. (Bild: Schnaithmann Maschinenbau GmbH)

Die Anforderungen an die Maschinenverkettung sind hinsichtlich Flexibilität und Geschwindigkeit stark gestiegen. Zum einen müssen die heute vom Kunden bestellten Produktionssysteme zwingend eine Vielzahl an Varianten beherrschen und zum anderen wird der reine Materialtransport im Sinne des Lean-Gedankens als nicht wertschöpfend und damit als Verschwendung betrachtet. Demgemäß versucht man die Transportstrecken möglichst kurz zu halten und deren Wertschöpfungsanteil durch Integration zusätzlicher Funktionsmodule zu erhöhen. Dort, wo ursprünglich nur Material transportiert wurde, wird heute gepuffert und gespeichert, gewendet, geprüft und beschriftet. Auf diese Art entstehen kompakte, mit Prozessmodulen vollgepackte Maschinenverkettungen, die auf hohe Flexibilität, hohen Produktdurchsatz und niedrigen Platzbedarf getrimmt sind. Herkömmliche Transfersysteme, die rein auf dem Prinzip der Stetigförderer beruhen, stoßen hier schnell an ihre Grenzen.

Kombination unterschiedlicher Technologien

Es ist durchaus keine triviale Aufgabe, bei der Verkettung unterschiedlicher Bearbeitungszentren auf eine gute Stückzeit zu kommen. Schnaithmann begegnet dieser Herausforderung mit der Kombination unterschiedlicher Technologien. Der Automatisierungsspezialist kombiniert z.B. die Vorteile der Stetigförderer mit den Vorzügen von flexiblen Linearmotorsystemen. Die hybride Transportlösung schafft neue Funktionen innerhalb einer Verkettung. Neben den klassischen Funktionen des Stetigfördersystems wie Transportieren und Puffern kann auf linearmotorgetriebenen Strecken zusätzlich auch positioniert sowie synchron und asynchron verfahren werden. Die einzelnen Werkstückträger lassen sich hinsichtlich Geschwindigkeit und Beschleunigung individuell ansteuern und so lässt sich die Werkstückbereitstellung dynamisch an die von den Bearbeitungsmaschinen vorgegebenen Prozesszeiten anpassen. Durch den Einsatz der Linearmotortechnik ist es möglich, einzelne Werkstückträger zu Gruppen zusammenzufassen, oder umgekehrt, kontinuierliche Warenströme zu entzerren. Je nach System lassen sich Geschwindigkeiten von bis zu 4m/s realisieren und mit einer Beschleunigung von bis zu 5g (fünffache Erdbeschleunigung) eignet sich der Linear-Direktantrieb für den Schnelleinzug von Werkstückträgern in Prozessstationen.

Kartesische Handling-Einheiten und Roboter

Werden derart aufgewertete Transportstrecken mit kartesischen Handling-Einheiten oder Robotern kombiniert, ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung. Weisen z.B. die Bearbeitungszeiten der verketteten Werkzeugmaschinen sehr große Unterschiede auf, können die Werkstückträger zunächst in beliebiger Zahl gruppiert und anschließend deren Bestückung mit Robotern oder Achs-Handlings derart variiert werden, dass sich durch Mehrstückbearbeitung Unterschiede in den Zykluszeiten egalisieren lassen. Auch lässt sich durch den Einsatz von Linearmotoren die Transportrichtung beliebig umkehren, wodurch die Transportstrecke bei Bedarf die Funktion einer Achse übernehmen kann. Ein angebautes Handling-System lässt sich dadurch auf zwei Achsen reduzieren und dennoch können durch Überlagerung der Einzelbewegungen alle Punkte im allein durch die Achslängen begrenzten 3D-Raum erreicht werden. Auf Hub-Indexiereinheiten, die bei herkömmlichen Systemen immer dann notwendig sind, wenn genaue Prozesse ein absolut ruhendes und exakt positioniertes Werkstück verlangen, kann dabei verzichtet werden. Die Linearmotorsysteme positionieren von sich aus sehr genau.