Zuführen von Ronden und Platinen

Automation in Blech

Automatisches Handhaben von Blechteilen befindet sich schon immer im Fokus der Automationsplaner und Techniker, weil scharfe Gratkanten zu Handverletzungen führen und hohe Zuführleistungen verlangt werden. Bei großen Teilen müssen sogar mehrere Werker zupacken. Die technischen Mittel für die Automation des Werkstückflusses "in Blech" lassen sich wie folgt unterscheiden:

Bild 1: Allgemeine Funktionskette in der Blechbearbeitung.
  • Handhabung von Blechzuschnitten und -tafeln
  • Zuführung von Blechband und Streifen
  • Handhabung von Blechformstücken und Biegeteilen

Für einen besseren Werkstückfluss lässt sich einiges verändern, je nachdem, welche markanten Eigenschaften die jeweilige Materialgruppe, Werkstückart und -größe prägen. Automatisierung ist immer auch an einige maschinelle Randbedingungen geknüpft. Letztlich muss stets auch im Zwang der Kostengesetze gedacht und produziert werden.

Blech in der Funktionskette
Man kann in der Umformtechnik eine allgemeine Funktionskette für typische Abläufe in der Blechteilhandhabung aufstellen. Diese Handlungsfolge wird in Bild 1 gezeigt. Für jede erforderliche Funktion müssen Funktionsträger ausgewählt werden, die entweder eine Elementarfunktion oder besser mehrere Funktionen zusammengefasst ausführen können. So kann zum Beispiel eine sensorgestützte Doppelblechkontrolle von Ziehblechen im Greifer integriert sein oder eine Reinigung mit nachfolgender Sprühbefettung wird dem getakteten Weitergeben überlagert. Das alles erfolgt im Durchlauf. Mehrfunktionale Komponenten sind anzustreben und sparen Aufwand. Allgemein gilt auch die Erkenntnis, dass die Handhabung von Fließgut (Band, Streifen, Draht) leichter zu automatisieren ist als die von Stückgut.

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Platinenzuführung
Ein häufiger Vorgang ist die Zuführung von Platinen und Ronden, beispielsweise zu einem Tiefziehvorgang. Kleine Zuschnitte lassen sich dafür in Wechselmagazinen maschinennah bereitstellen. Eine solche Lösung zeigt das Bild 2. Die Schachtmagazine sind zum Beispiel mit geeigneten Hebezeugen austauschbar und werden nach der Füllung auf einen Schiebetisch aufgesetzt. Im jeweils aktiven Magazin hebt ein im Tisch eingebauter Teleskopzylinder den Stapel an. Der obenauf liegende Blechzuschnitt wird dann durch einen Spreizmagneten zum "Aufschwimmen" angeregt. Eine Pick-and-Place-Einheit nimmt mit einem Sauger- oder Magnetgreifer die Zuschnitte auf und bringt sie zur Presse. Das Umschalten von Magazin 1 auf Magazin 2 erledigt ein im Tisch untergebrachter Linearantrieb, nachdem der Teleskopzylinder oder eine andere Hubeinheit auf Startposition eingefahren ist.

Im nächsten Beispiel geht es um eine schnelle Zuführung von Ronden. Sie erfolgt mit einem "Handhabungsarm", der als Beistellgerät zu einer Presse das Rondenhandling übernimmt. Das Gerät wird in Bild 3 vorgestellt. Um den Abstand vom Rondenstapel bis zum Ziehwerkzeug in der Presse zu überbrücken, werden zwei zeitlich parallel ablaufende Wegschritte absolviert: Abnehmen vom Stapel - Ablage in einer Zwischenposition - Wiederaufnahme und Ablage im Ziehwerkzeug. Das dort entstandene Ziehteil muss vorher aus dem Werkzeugraum entfernt werden. Das könnte ein am Handlinggerät angebrachter Ausschiebefinger besorgen. Es geht aber auch mit einem Druckluftstrahl. Für den Magazinwechsel befinden sich zwei oder vier Magazine auf einem Dreharm oder einem Drehkreuz. Zur Sicherheit wird man eine sensorgestützte Doppelblechkontrolle vorsehen. Solche Zuführgeräte gibt es in verschiedenen Baugrößen. Die Höheneinstellung zur Presse erfolgt motorisiert und manuell gesteuert. Die Zykluszeiten liegen bei etwa 1,2 bis 3,0 Sekunden, je nach Baugröße beziehungsweise notwendiger Linearweglänge. Die transportierbare Last kann bis zu 4 Kilogramm betragen.

Ein weiteres Beispiel zeigt die Zuführung von Ronden aus Eisenblech, die jedoch einseitig bereits eine empfindliche Oberflächenbehandlung erfahren haben. Diese Fläche soll als Greiffläche ausgeschlossen werden. Die Teile befinden sich in Flachpaletten mit einer Facheinteilung und berühren sich gegenseitig nicht. Für die Entnahme der Teile wird als aktives Element eine angetriebene Elektromagnetrolle eingesetzt. Prinzipaufbau und Zuführablauf werden in Bild 4 illustriert. Beim Heranfahren der Abrollstrecke mit angebauter Magnetrolle kommt es zum Kontakt. Die Teile werden aus dem Fach entnommen und auf die Abrollbahn umgesetzt. Man kann die Ronden dann zum Prozess weiterleiten. Die leeren Paletten kommen auf eine eigene Sammelstrecke.

Zuteilen dünner Zuschnitte
Dafür gibt es viele Lösungswege. Problematisch wird die Sache, weil dünne Teile leicht ihre Ebenheit einbüßen und sich windschief verziehen. Die Teile sind oft auch wellig. Dann versagt ein einfacher Zuteilschieber, der normalerweise noch bei 0,5 Millimeter Werkstückdicke zuverlässig arbeitet. Was kann man tun? Ein konstruktiver Ausweg wird in Bild 5 vorgestellt. Der Zuteilschieber erhält eine ganz besondere Form. Zum einen soll ein Zusatzgewicht helfen, grobe Wellungen durch die Schwerkraft etwas platt zu drücken. Der eigentliche Trick besteht zum anderen aber darin, dass im Magazinsockel Vakuum anliegt. Das unterste Teil wird gegen den durchlöcherten Zuteilschieber gezogen und dadurch vorübergehend geglättet. Nun kann der Zuteilhub erfolgen. Außerhalb des Magazinsockels ist das Vakuum dann nicht mehr wirksam. Das Teil liegt nun lose im Zuteilschieber, es ist vereinzelt, und kann mit einem Vakuumsauger oder Magnetgreifer entnommen werden. Das Prinzip ist vom Material des Werkstücks völlig unabhängig. Es taugt auch für nichtmetallische Zuschnitte.  he

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