Montagetechnik

Wenn Schnecken schneller sind

Lineartransfersystem nutzt Zylinderkurve
Rundschalttisch oder einzeln transportierter Werkstückträger? Beide Systeme haben spezifische Vorteile, die bisher gegeneinander abgewogen werden mussten. Ein neues System hebt diese Trennung auf und nutzt das Beste aus beiden Welten.

Schneller. Präziser. Zuverlässiger. Drei Versprechen, die jeder Sondermaschinenbauer gern von Lieferanten seines Transfersystems hört um sie an seine Kunden weiterzugeben. Insbesondere bei Montage- und Prüfautomaten für die Großserienfertigung zählt jede Zehntelsekunde Taktzeit, jeder Mikrometer Positioniergenauigkeit und jeder Prozentpunkt Maschinenverfügbarkeit. Leider lehrt die Erfahrung, dass das eine meist auf Kosten des anderen geht: Schnelles Takten wird ungenau, präzises Positionieren braucht Zeit und aufwendige Konstruktionen, die beides können, sind oft anfällig.

Wer hier ganz neue Wege geht, und sich dabei noch an Produkte wagt, für die er nicht bekannt ist, hat es doppelt schwer. Oder? Wenn jemand wie Weiss in Buchen, bekannt für solide Rund- und Ringrundschalttische, plötzlich ein Linearmontagesystem anbietet, das schnell, präzise und zuverlässig zugleich sein soll, ist Misstrauen angebracht. Oder? Eine Reaktion die Vertriebsleiter Matthias Singer nicht im Geringsten aus der Ruhe bringt: „Die anfängliche Überraschung ist verständlich, haben doch ein Rundschalttisch und ein Linearmontagesystem vordergründig nichts gemeinsam. Die Neugier der Kunden erwacht jedoch spätestens dann, wenn sie bei genauerem Hinsehen ein ihnen vertrautes Bauteil – die Zylinderkurve – entdecken. Denn unser Linearmontagesystem ist im Prinzip nichts anderes als ein linear aufgebauter, modular beliebig erweiterbarer Rundschalttisch.“

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Vom Kreis auf die Gerade

Wie soll das funktionieren? Zwei jeweils zu einem Zug zusammengekoppelte Werkstückträger der Größe 200 mal 160 Millimeter laufen mit Stahlrollen auf einer zentralen Führungsschiene. Im Bereich einer Arretierstation wird der Zug mit seinen seitlichen Kurvenrollen von einer Zylinderkurve erfasst – das Linearsystem wird zum Rundschalttisch mit all seinen Vorteilen: geringe Taktzeit, sanftes, jedoch zügiges Abbremsen und Anfahren und vor allem spielfreie Arretierung ohne zusätzliche Arbeitsschritte wie Vereinzeln und Positionieren. Dieses Prinzip erlaubt bis zu 45 Takte pro Minute. Das mag zwar weit unter den Möglichkeiten eines Rundschalttisches liegen, wer jedoch die geringe Werkstückträger-Wechselzeit von 0,7 Sekunden mit Systemen ähnlicher Geometrie vergleicht, erkennt die Vorteile dieser Quadratur des Rundschalttisches.

Zwischen den einzelnen Arretierstationen übernimmt dann eine klassische Bandstrecke den Transport der Züge. Die geschlossene, umlaufende Führung der Werkstückträger auf der Schiene entlastet und schont dabei den Riemen. Die Aufgabenteilung zwischen Zylinderkurve und Band ermöglicht unterschiedliche Geschwindigkeiten innerhalb der Linie. So macht zum Beispiel ein beschleunigter Rücktransport der Züge Staustrecken weitgehend überflüssig, wodurch weniger Werkzeugträger benötigt werden und die Anlage insgesamt kleiner ausfallen kann.

Was in der Beschreibung schwer und aufwändig klingen mag, ist in Wirklichkeit eine überzeugend einheitliches, kompaktes und gut zugängliches System. Überzeugend genug für Reiner Dorner, Geschäftsleiter von Dorner Engineering in Gaildorf. Der Sondermaschinenbauer im Bereich Montage- und Produktionstechnik mit vielen Kunden aus der Automobil- und Zulieferindustrie, aber auch aus den Bereichen Elektronik, Messtechnik, Verpackung und Lebensmittel arbeitet seit zehn Jahren mit Weiss zusammen – sofern der Kunde das wünscht. „Im Regelfall gibt uns der Kunden vor, welches Transfersystem wir in seiner Anlage einsetzen sollen,“ erklärt Dorner. „Wir haben jedoch die Vorteile des Linearmontagesystems schnell erkannt und konnten bald den ersten Kunden gemeinsam mit unserem Lieferanten überzeugen, das ursprünglich vorgesehene Werkstückträgersystem mit Doppelgurt durch ein Linearmontagesystem aus Buchen zu ersetzen.“

Schnell auf Position

Was nicht allzu schwer gewesen sein dürfte: Die von den Gaildorfen projektierte und gebaute Anlage zur Gehäusemontage von CD- und DVD-Navigationssystemen führt Achsen zu, verschweißt diese per Laser und kontrolliert Maße und Schweißnaht anschließend per Bildverarbeitungssystem. Die Variante mit Bandtransfer würde dabei eine minimale Taktzeit von fünf Sekunden erreichen, die Buchener Zylinderkurven dagegen schieben jetzt die Werkstückträger prozessabhängig im Zwei-Sekunden-Takt und schneller voran. Eine glatte Ausstoßverdopplung bei Massengütern war schon immer ein schlagendes Argument. „Darüber hinaus schätzen wir bei dieser Anlage die vom Rundschalttisch geerbte Positioniergenauigkeit,“ ergänzt Dorner. Dem kann Singer nur zustimmen: „Das neue System nutzt die vom Rundschalttisch bekannte Technik, befreit diesen jedoch gleichzeitig vom Makel der räumlichen Begrenztheit. Der modulare Aufbau mit Arretierstation, Bandstrecke, Umlenkung und Stopper ermöglicht es, das System im Bedarfsfall beliebig zu erweitern oder umzubauen.“

Kein Wunder also, dass dem bereits 2002 verwirklichten Projekt bald ein weiteres folgte. Die Aufgabenstellung – Montage, Prüfung und Verpackung von Kraftstoffkonnektoren – wäre wohl klassisch mit einem Rundschalttisch gelöst worden. „Jedoch ist die Variantenvielfalt in diesem Fall sehr groß,“ wirft Dorner ein, „und die Anlage wird bisweilen zwei bis dreimal pro Tag umgerüstet. Neben seiner Flexibilität war uns hier die gute Zugänglichkeit des Linearmontagesystems von Nutzen.“ So können im Gegensatz zu einem Rundschalttisch die einzelnen Prozesse von oben, zum Teil von unten und gleichermaßen von beiden Seiten auf das Werkstück zugreifen.

Sprünge machen schlanker

Vorteile die auch andere Lineartransfersysteme bieten mögen, selten jedoch in Kombination mit einem weiteren Charakteristikum des Buchener Systems: Entsprechend der Kurvensteigung schiebt die Artetierstation die Werkstückträger 140, 280 oder 560 Millimeter pro Takt weiter. So besteht die Möglichkeit bei langen Bearbeitungsschritten, im konkreten Fall einer Differenzdrückprüfung der montierten Konnektoren, einen Doppelt- oder Vierfachtakt einzugliedern. Durch Verdopplung bzw. Vervierfachung der entsprechenden Bearbeitungsstationen können so Prozesse „in Linie“ abgearbeitet werden, für die bei herkömmlichen Lineartransfersystemen ein Ausschleusen und eine parallele Streckenführung erforderlich wäre. Das verringert gerade bei zeitaufwändigen Schritten wie Kleben, Schrauben, Prüfen oder thermischen Vorgängen die Komplexität der Anlage, steigert die Zuverlässigkeit und reduziert letztendlich die Kosten.

Vorteile, die bei der Konnektormontagelinie auch der Kunde erkannt hat, was zwei Folgeaufträge für ähnliche Anlagen bestätigen. So setzt sich das Prinzip des „geraden Rundschalttisches“ langsam durch, allein 2004 hat Weiss knapp vierzig Anlagen ausgeliefert. Und weil „Schneller, präziser, zuverlässiger“ ein zeitloses Motto in der Industrie ist, wird sich das Buchener Linearmontagesystem sicher einen festen Platz neben all den anderen Methoden, ein Werkstück von A nach B zu transportieren, erobern.Matthias Meier

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