Im Takt von drei Sekunden

Drei Sekunden: Das ist die Taktzeit für die Rundum-Prüfung von Hochdruck-Einspritzventilen für KFZ-Motoren. Der Maschinenbauer hat diese Prüfanlage auf der Basis seiner InspectorOne-Baureihe realisiert. Im Dreisekundentakt entnimmt ein Scararoboter vom Typ TS2-80 ein Ventil aus einem Tray und platziert es lageorientiert in einem Werkstückträger. Parallel dazu entnimmt ein benachbarter identischer Roboter die bereits geprüften Ventile aus der Anlage.

Berührungsloser Werkstücktransport

Die Werkstückträger bewegen sich zwischen diesen beiden Vorgängen nicht auf einer wie auch immer gearteten Förderstrecke zu einem der drei Kamera-Prüfplätze, sondern berührungslos auf einer ebenen Fläche. Ein XPlanar-System von Beckhoff bestehend aus Kacheln mit Permanentmagnetmotor, die passive Mover-Einheiten in Bewegung setzen, macht dies möglich. Auf diesen Movern befinden sich die Werkstücke. Dieses Antriebskonzept hat mehrere Vorteile. Es ist abrieb- und verschleißfrei, was bei einer Zielgröße von rund sechs Millionen Prüfzyklen pro Jahr ein wichtiger Faktor ist. Das System erlaubt die 360°-Drehung der zu prüfenden Teile und damit eine allseitige Inspektion der rotationssymmetrischen Ventile innerhalb kurzer Zeit. Warum eine solche Inspektion überhaupt nötig ist, erklärt Markus Günther, Head of Electrical Processes bei Stoba: „Bei sehr kompakten Abmessungen arbeiten die Ventile mit einem Einspritzdruck von 1.800bar. Bei dieser Beanspruchung kann jede noch so kleine Unregelmäßigkeit im Material, jede winzige Beschädigung der Oberfläche die Lebensdauer beeinträchtigen. So muss die Oberfläche für den nachfolgenden Härteprozess frei von Kratzern sein.“

Integrierte Roboter

Die Plattform erlaubt verschiedene Möglichkeiten der Bauteilzuführung und -entnahme. „In diesem Fall haben wir uns für zwei arbeitsteilige Roboter entschieden, um die sehr kurzen Taktzeiten realisieren zu können. Wenn die Messung länger dauern würde, könnte ein einziger Roboter die Bauteile zuführen und entnehmen“ so Günther, „Über die SPS-Schnittstelle Unival PLC können wir die Roboter nahtlos in die Gesamtanlagensteuerung integrieren. So machen wir es auch bei unseren Laseranlagen. Wir nutzen ein gemeinsames Handbediengerät für die Programmierung des XPlanar-Systems, der Roboter und der NC-Achsen.“

Vielseitiges Konzept

Das Baukastensystem mit Robotern, Planarmotorsystem und festen Prüfplätzen eignet sich für jede Art der Qualitätskontrolle. Die Größe der Prüflinge ist ebenso flexibel. „Zusätzlich können wir auch mehrere Bauteile auf einem Mover transportieren und sogar, wenn wir noch einen automatischen Werkzeugwechsel integrieren, verschiedene Teile gleichzeitig prüfen. Das System ruft dann automatisch den jeweiligen Messzyklus ab.“ so Günther. Eine wichtige Voraussetzung dabei sind Roboter, die sich voll in die Anlagensteuerung integrieren und per Teach-in in Betrieb nehmen lassen. Weil sie sich zudem sehr präzise positionieren lassen, ist keine Kamera nötig, um den Zweifingergreifer am Übergabeplatz zu führen: Die Positionsbestimmung reicht aus – über Millionen von Messzyklen.