Über das Entladen von Maschinen

Alles muss raus!

In der Handhabungstechnik schließt der Vorgang „Weitergeben“ das Ein- und Ausgeben von Arbeitsgegenständen in die Wirkzone einer Maschine funktionell mit ein. Diese Vorgänge kennzeichnen den Zweck oder das Ziel der Bewegung. Das Arsenal geeigneter Vorrichtungen ist groß und reicht vom einfachen Ausstoßbolzen an Drehautomaten bis zur mehrachsigen Entnahmeeinrichtung und den Handhabungsroboter. Mit der Beschickung von Maschinen beginnt eigentlich auch der Siegeszug der Industrieroboter, zusammen mit der Handhabung von Punktschweißzangen in der Automobilindustrie. Das Entladen von Maschinen ist genauso wichtig wie das Eingeben von Werkstücken. Größe, Masse, Form und Empfindlichkeit der Teile nehmen starken Einfluss auf die erforderliche Hardware.

Kontrolle muss sein

Bild 1: Zählen frei fallender Metalldrehteile. 1 Werkstück, 2 Spule, 3 Zuführkanal.

Auch bei einer Selbstentladung, die oft technisch sehr einfach gestaltet werden kann, muss der Vorgang des Ausgebens überwacht werden. Meistens werden die Teile gleichzeitig auch gezählt (Bild 1). Das Metallteil fällt im Beispiel durch eine Induktionsspule und generiert einen Zählimpuls. Die Kontrolle kann soweit gehen, dass man die Teile sogar wiegt. So kann man erkennen, ob noch Reste vom Werkstück, beispielsweise einem Spritzgussteil, im Werkzeug zurückgeblieben sind. Das könnte in der Folge zu unangenehmen Schäden führen. Auch Abfallstoffe müssen übrigens aus der Wirkzone entfernt werden. Aber das ist ein anderes Kapitel.

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Werden Greifarme für das Handling eingesetzt, dann sollte es für das Ein- und Ausgeben getrennte Vorrichtungen geben, um die Handhabungszeit durch zeitlich parallele Aktivitäten zu reduzieren. Werkstückhandhabung trägt bekanntlich nicht zur Werterhöhung eines Gegenstandes bei, ist aber meistens nicht zu umgehen. Beim Einsatz von Beschickungsrobotern verwendet man gern einen Doppelgreifer, der beim Entnehmen des Fertigteils das neue Rohteil bereits mitbringen kann. Das erspart dem Roboter zwei Leerfahrten.

Einfach gelöst, aber materialabhängig

Der Einsatz von Flächenkräften, wie sie Magnete (und auch Vakuum) hervorbringen, führen meistens auch zu technisch einfachen Lösungen. Als Beleg zeigt das Bild 2 eine Ausgabeeinrichtung für Rohrstücke aus Eisen, die nach dem Trennen von der Stange im Prisma liegen bleiben. Wird nun der Elektromagnet eingeschaltet, dann hebt sich das Rohrstück aus dem Prisma und rollt seitlich ab. Ein Messingkeil vergrößert zwangsweise den Luftspalt zum Magnetfeld und das hängend abrollende Teil löst sich schließlich von der Schiene. Die Vorrichtung benötigt keinerlei bewegliche mechanische Elemente. Das ist ein Vorteil.

Integrierte Vorrichtungen

In der Großserienproduktion haben sich problemangepasste Vorrichtungen bewährt. Sie sind kaum flexibel, dafür aber einfach in Konstruktion und Wartung. Das Bild 3 zeigt das Entnehmen von Kunststoffteilen aus einer Maschine. Dafür genügen im Beispiel bereits zwei Bewegungsachsen. Als Aktoren werden handelsübliche Pneumatikkomponenten eingesetzt. Für das Greifen wurde ein weit öffnender Winkelgreifer verwendet. Nach dem Öffnen des Werkzeugs wird zugegriffen und das Teil zur Ablageposition gebracht. Wem die Bewegungsfähigkeit nicht ausreicht, der wird sich ein kompaktes Handlinggerät aussuchen, das auch über die erforderlichen Schnittstellen für einen Anbau an eine Maschine verfügt und mehr oder weniger programmierbar ist.

Bei großen Teilen sind die Entladeeinrichtungen natürlich massiver ausgebildet und als kompakte Vorrichtung projektiert. In Bild 4 kann man sehen, wie ein Blechformteil nach dem Beschneiden des Ziehrandes aus dem Werkzeug gehoben wird und auf einer Schiene mit 30 Grad Neigung abgleiten kann. Die Vorrichtung ist völlig unflexibel, ja sie ist sogar in das Beschneidewerkzeug fest eingebaut. Bei großflächigen Blechteilen können sogar integrierte Förderer Werkzeugbestandteil sein. Vom Werkzeug freigegebene Teile werden dann linear herausgefahren.

Der in Bild 5 skizzierte Schwingentlader ist als Zusatzgerät an die Presse angebaut. Es handelt sich um eine einfache Hebelkonstruktion, die durch eine vom Pressenstößel abgeleitete Bewegung in Aktion gebracht wird. Ein eigener Antrieb ist nicht nötig. Im Takt der Presse wird ein Gleitblech zwangsweise unter das Werkzeugoberteil geschwenkt. Werden nun die Auswerferstifte im geöffneten Werkzeug wirksam, dann fällt das ausgeschnittene Teil auf das Fang- und Gleitblech und verlässt die Wirkzone der Maschine. Beim Stößelniedergang schwenkt das Gleitblech wieder nach außen und behindert den Arbeitsvorgang nicht. Nur die Endpunkte der Bewegung lassen sich einstellen.

Solche Vorrichtungen ähneln sehr einer so genannten „Eisernen Hand“, wie sie vor vielen Jahren zu Beginn der Pressenautomatisierung vielfach eingesetzt wurde. In der Kleinserienfertigung mit ständig wechselndem Sortiment werden heute auch Industrieroboter erfolgreich eingesetzt, die beispielsweise Blechformteile am Ziehrand mit dem Klemmgreifer halten oder mit Saugern, die auf der Blechoberfläche aufsetzen. Das sind oft sogar „Greifsysteme“, also Endeffektoren, die noch Wechselsystem, Ejektoren, Sensoren und sogar integrierte Bewegungsachsen, beispielweise für einen Schwenkvorgang, enthalten können. Man kann dann auch eine Bewegungsbahn vorgeben auf der das Werkstück die Wirkzone verlässt und diese Bahn programmieren. Der Bewegungsverlauf lässt sich dann auch schnell verändern - wenigstens ein kleines Stück Flexibilität.

he

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