Vakuumpumpeneinheit

Andreas Mühlbauer,

Betriebssicherheit für die Automobilindustrie

Bei der Arbeit mit schweren, wertvollen Gegenständen wie Metall oder Glas in der Automobilproduktion spielen Bediener- und Produktsicherheit eine wichtige Rolle bei allen Automatisierungsbemühungen. Mit dem PiSafe-Programm ermöglicht Piab sichere Arbeitsabläufe unter Beibehaltung von Flexibilität, Geschwindigkeit und Leistung.

Detail einer PiSafe-Einheit, die ein Blech in einem Presswerk hält © Piab

Gerade in der Automobilindustrie spielt die Betriebssicherheit eine wichtige Rolle. Die Berücksichtigung dieser Anforderungen führte zur Entwicklung des PiSafe-Programms, bestehend aus dezentralen Vakuumpumpeneinheiten mit integrierten Rückschlagventilen sowie separaten Rückschlagventilen für den Einsatz in zentralen Vakuumerzeugungssystemen. Insbesondere bei der Fehlersuche, der Wartung der Anlage oder im Falle einer Druckluftabschaltung muss der Bediener die Roboterzelle betreten können, ohne durch herabfallende Teile gefährdet zu werden.

Integration in End-of-Arm-Tools

Die PiSafe-Vakuumpumpeneinheit lässt sich als dezentraler Vakuumerzeuger in das End-of-Arm-Tool (EOAT) integrieren. Mit dem integrierten Vakuum-Sicherheits-Rückschlagventil bietet sie mehr Kontrolle im Falle einer Leckage in einem der Saugnäpfe des EOAT. In diesem Fall wird das zu handhabende Teil, beispielsweise eine Auto- Frontscheibe, weiterhin von allen anderen Saugnäpfen des EOATs gehalten, während bei einem Stromausfall das Vakuum in einer solchen versiegelten Anwendung bestehen bleibt, so dass das EOAT das Teil trotz des Druckluftabfalls halten kann.

Anzeige

Ausgestattet mit einem Vakuumejektor, der auf der energieeffizienten Coax-Technologie von Piab basiert, ist die PiSafe-Vakuum- einheit mit ähnlichen Energiespareigenschaften wie das Flaggschiff, der PiCompact-Ejektor, erhältlich. Sie schaltet die Druckluftzufuhr automatisch ab, wenn ein ausreichendes Vakuumniveau erreicht ist, und startet sie automatisch wieder, wenn das Vakuumniveau sinkt. Die Funktion ist vollständig pneumatisch und kann bis zu 98 Prozent des Druckluftverbrauchs in einem Hebezyklus einsparen. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Coax-Ejektoren das Erreichen einer gleichbleibend hohen Vakuumleistung auch bei schwankenden Druckluftverhältnissen.

Reduzierte Installationskosten

Ein wichtiger Vorteil des dezentralen Vakuumejektors PiSafe ist die Reduzierung der Installationskosten, da keine separaten Ventilstationen benötigt werden. Auch teure Umgehungslösungen oder Zusatzmodule wie mechanische oder Vakuumtank-Sicherheitsvorrichtungen, die bisher den Einsatz von dezentralen Vakuumerzeugungslösungen in der Automobilproduktion verhinderten, sind nicht erforderlich. Obwohl das herkömmliche Blow-off-Rückschlagventil als Auslösefunktion sicher ist, verwendet es im Betrieb Druckluft, während der herkömmliche atmosphärische Schnellauslöser in der normal geöffneten Version (AQR-NO) im Betrieb keine Luft benötigt, aber bei einem Ausfall der Druckluftversorgung nicht sicher ist.

Die neue Auslösefunktion Atmospheric Quick Release-Normally Closed (AQR-NC), ist sowohl sicher als auch energieeffizient. Sie ist sicher, da sie geschlossen ist und zur Aktivierung separate Steuerluft benötigt, aber bei jedem Zyklus nur eine minimale Luftmenge verbraucht. Sie benötigt nur die Luftmenge, die zum Steuern des aktivierenden Ventils und des PiSafe-Geräts selbst nötig ist. Durch die Nutzung der Atmosphäre als Quelle für den Ausgleich des Vakuumdrucks im Gerät wird eine schnelle Freigabe ermöglicht.

Aufgrund des sehr geringen Steuerluftdrucks können auch mehrere Einheiten in größeren Systemen gleichzeitig kontrolliert gelöst werden und verbrauchen dabei nur sehr wenig Zusatzluft. So wird verhindert, dass der Druckluftdruck des gesamten Systems abfällt, der auch andere Anwendungen im Werk speist. Die PiSafe-Pumpeneinheit eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen ein hohes Maß an Sicherheit auch bei Strom- oder Druckluftausfall wichtig ist, wenn ein schweres Teil von den Saugnäpfen des EOATs gehalten wird. Gleichzeitig wird der Druckluftverbrauch noch weiter reduziert.

Druckluftverbrauchswerte

Als Beispiel für die unterschiedlichen Druckluftverbrauchswerte der drei Auslösefunktionen sei eine Installation an einem Roboter mit sechs PiSafe-Einheiten betrachtet. Bei der Abblasfunktion würde jede Einheit etwa 160 Nl/m bei einem Druckniveau von 6 bar verbrauchen. Bei der Freigabe eines Produkts müsste der Bediener mindestens eine Sekunde lang Luft laufen lassen, was zwar kurz ist, aber in einem korrekt konzipierten System ausreicht.

In jedem Zyklus würde dieser 16 Liter Luft plus der Luft in den 4 Meter langen Schläuchen vom Aktivierungsventil bis zu den PiSafe-Einheiten, die etwa 1 Liter beträgt, verbrauchen. Das gleiche System mit dem neuen AQR-NC würde nur die Luft in den Schläuchen und die Steuerluft zum Öffnen und Schließen des Ventils verbrauchen, was 1 Liter entspricht. Das gleiche System wiederum mit einem AQR-NO-Auslösesystem, das intern in jeder PiSafe-Einheit aktiviert ist, würde praktisch keine Luft verbrauchen.

So verbraucht die mit PiSafe verfügbare, neu entwickelte Auslösefunktion AQR-NC fast genauso wenig Luft wie die Auslösefunktion AQR-NO, bietet aber hohe Sicherheit bei Strom- oder Druckluftausfällen im System beim Halten von Teilen.

Modularer Aufbau

Dank des Schnellverschlusses und des modularen Aufbaus lässt sich die PiSafe-Pumpe zügig und einfach an jeder Position im EOAT ohne weitere Werkzeuge austauschen. Da der Rahmen in seiner Position verbleibt, ist beim Austausch von Pumpeneinheiten im Wartungsfall keine Neuausrichtung des EOAT erforderlich, was die Stillstandszeiten der Maschine stark reduziert und die Produktion aufrechterhält.

Bei der Entwicklung der PiSafe-Pumpeneinheit wurde der Schwerpunkt auf die Verwendung leichter Materialien gelegt, um das Gewicht des EOATs so gering wie möglich zu halten. Dies reduziert den Verschleiß von Robotermotoren und Antrieben und ermöglicht eine höhere Geschwindigkeit und Beschleunigung des Prozesses oder alternativ den Einsatz eines kleineren, kostengünstigeren Roboters. Gepaart mit der geringen Baugröße und einem gemeinsamen Gehäuse, unabhängig davon, welche der drei verschiedenen Auslöseoptionen gewählt wird, ist die PiSafe-Einheit eine geeignete Wahl bei beengten Platzverhältnissen und ein wartungsfreundliches Gerät.

Für zentralisierte Systeme, die mit einer Vakuumpumpe für alle Saugnäpfe an einem EOAT arbeiten, wurde ein separates Vakuumsicherheitsventil entwickelt, das die Greifer auch bei einem Vakuumverlust in einer Pumpe an schweren Teilen hält. Im Falle einer Leckage in einem Saugnapf strömt die atmosphärische Luft durch diesen undichten Saugnapf und verhindert, dass das EOAT das Teil anhebt, wodurch verhindert wird, dass es während des Prozesses herunterfällt.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Pneumatik-Greifer

Einfach gut gegriffen

In der Endmontage erhalten Automobile ihr Cockpit, Sitze und andere Teile. Sie werden in die lackierte Karosserie montiert – oft mit Hilfe von elektrischen oder pneumatischen Greifern, die sie transportieren und am Platz halten, bis sie befestigt...

mehr...