Bei der Fertigung von Stanzblechen ist Präzision im Mikrometerbereich gefragt. Die dünnen Bleche haben eine Resthöhe von lediglich 0,12mm und sind sehr empfindlich. Bereits kleinste Fehler im Handling führen zu Beschädigungen und damit zu Ausschuss. Zur Reduzierung der Fehlerquote sowie zur Erhöhung der Verfügbarkeit und Entlastung der Mitarbeiter hat die Firma Wink Stanzwerkzeuge ihre Prozesse automatisiert – und dabei erneut auf das Team bestehend aus dem Lineartechnikspezialisten Rollon und dem Systemintegrator InPerfektion gesetzt, das bereits 2019 für die Automatisierung der Verpackungszuführung verantwortlich zeichnete.
Automatisierung der Stanzblechfertigung
Wink ist ein Hersteller von Stanzwerkzeugen für die grafische und verarbeitende Industrie mit Hauptsitz im niedersächsischen Neuenhaus. Die Stanzbleche, Rotationszylinder, Bandstahlschnitte und weiteren Maschinenkomponenten sind rund um den Globus bei Herstellern von Etiketten, Verpackungen und vielen weiteren gestanzten Produkten im Einsatz.
Bisher erfolgte der Prozess der Belegung, Ansteuerung und Entnahme der vorhandenen Laseranlagen sowie die Nachbehandlung und Verpackung der erzeugten Stanzbleche manuell. Für die Automatisierung wurde eine komplett neue Anlage einschließlich Fördertechnik, Roboterportal, Entgratportal und Zwischenbogenspeicher entwickelt. Lineartechnik spielt dabei eine entscheidende Rolle. „Aufgrund der lineartechnischen Rollon-Lösung inklusive einer siebten Achse konnten wir auf die Verwendung von mehreren Robotern verzichten. Dadurch ist das Projekt günstiger und weniger komplex geworden“, fasst Frank Neumann, Produktionsleiter Stanzbleche/Etiketten bei Wink, die Vorteile der Konstruktion zusammen.
Hohe Anforderungen
Als Generalunternehmer trat InPerfektion, Full-Service-Provider für Automatisierungslösungen, in Erscheinung. „Der ursprüngliche Kontakt bestand zwischen Rollon und Wink, doch aufgrund des angefragten Projektumfangs wurden wir von Rollon als Systemintegrator ins Boot geholt. Darüber haben wir uns natürlich sehr gefreut“, erzählt Carsten Finke, Geschäftsführer von InPerfektion.
Neben hohen Anforderungen an Anlagensicherheit, Qualität sowie Prozesssicherheit im 24/7-Betrieb standen bei der Automatisierung der Stanzblechfertigung im Bereich Lineartechnik insbesondere Kriterien, wie Präzision, Dynamik, Kompaktheit und Robustheit, im Fokus. „Das Ziel waren möglichst kurze Taktzeiten. Eine schnelle Beschleunigung war daher wichtig. Zudem war eine hohe Genauigkeit gefordert – und das bei einer Gesamtanlagenlänge von über 14m“, so Neumann. Beengte Platzverhältnisse sowie der Aufbau bei laufender Produktion kamen erschwerend hinzu.
Der neue Prozess gestaltet sich folgendermaßen: Die zu bearbeitenden Stanzbleche werden über eine Förderstrecke der Automation zugeführt. Ein Zwischenbogenspeicher sorgt dabei für Nachschub und ermöglicht einen gleichmäßigen Ablauf. Im Anschluss werden die Bleche von einem Robotergreifsystem, das kopfüber an einer Rollon-Verfahrachse hängt, einer Übergabestation entnommen und zu den vorhandenen Lasern transportiert. Nach dem Laserprozess erfolgt die Beförderung der behandelten Bleche zur Entgratstation.
7. Achse für Fanuc-Roboter
Rollon lieferte für die verschiedenen Bewegungsanforderungen in der Wink-Anlage jeweils die passende lineartechnische Lösung – von einer einzelnen Vertikalachse über ein Dreiachsportal bis hin zur Verfahrachse für den Fanuc-Roboter M-710. Die Basis dafür bildete das breite Portfolio an modularen Lineareinheiten. Rollon bietet ein großes Sortiment an Linearführungen, Teleskopauszügen und Linearachsen mit einer großen Auswahl an Bauformen, Typen und Optionen.
Auch im Bereich der 7. Achse profitieren Anwender von der großen Variantenvielfalt. Das ermöglicht eine sehr präzise Dimensionierung der Achse und reduziert so die Kosten für den Anwender. Die bei Wink eingesetzte Rollon-Verfahrachse hat eine Gesamtlänge von 11,5m und besteht aus zwei Segmenten, die auf Stoß zusammengesetzt und montiert sind. Die kompakte, robuste und auf Langlebigkeit ausgelegte Robotertransfereinheit verfügt über einen Zahnstangenantrieb und verfährt das Robotergreifsystem mit einer Geschwindigkeit von 0,7m/s und einer Beschleunigung von 1m/s². Das modulare Baukastensystem erlaubte es Rollon, auf die Plus-Variante der SEV170P-2 zurückzugreifen. Obwohl es sich dabei eigentlich um eine kleinere Baugröße handelt, bietet sie durch die Plus-Ausführung die gleichen Leistungsdaten wie die SEV220-2 und ist damit für Bauraumlimitierungen geeignet, wie im Fall von Wink.
Dynamische, belastbare und kosteneffiziente Linearachsen
Im Entgratportal kommen zwei parallel synchronisierte Linearachsen der Baureihe E-Smart sowie eine R-Smart als Querachse zum Einsatz (Wiederholgenauigkeit ±0,05mm, Geschwindigkeit 1m/s, Beschleunigung 4m/s²). Die R-Smart-Achse hat durch ihr rechteckiges Profil eine hohe Eigensteifigkeit und somit eine geringe Durchbiegung, was insgesamt zu höheren Genauigkeiten führt. Die Baureihe ist grundsätzlich besonders für Anwendungen mit hohen Tragzahlen geeignet, bei denen der Laufwagen starken Kräften ausgesetzt ist. Selbst hohen Verfahrgeschwindigkeiten kann die Achse trotzen und so als wichtiges Puzzleteil der wartungsarmen Automatisierungslösung gelten.
Auch im Zwischenbogenspeicher mit automatischer Zuführung findet sich eine R-Smart – diesmal als Vertikalachse. Aufgrund ihres 40mm breiten Zahnriemens kann sie Lasten in Axialrichtung gut aufnehmen. Von Vorteil ist zudem das Zweischienensystem, das etwaige außermittige Momente besser auffangen kann als ein Einschienensystem. Die Wiederholgenauigkeit beträgt ±0,05mm, die Geschwindigkeit 1m/s und die Beschleunigung 4m/s².
