Präzise Kleben mit Schrittmotoren und Bahnsteuerung

Konturgenau und linientreu

Anwendung Drive Sets Kleben
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Bei vielen Produkten rechtfertigt der Preis keine Reparatur mehr: nicht lösbare Verbindungen werden akzeptiert, es darf geklebt werden. Moderne Kleber und zugehörige Verfahrenstechnik bieten heute Lösungen für eine kostengünstige und sichere Produktion und damit qualitative Produkten.

Der Autor Tilmann Wolter ist Geschäftsführer der Systec Elektronik und Software GmbH, Münster

Wichtig beim Verkleben ist ein präziser Klebstoffauftrag: Klebeautomaten müssen Konturen abfahren können bzw. deren Steuerung muss über einen 2- oder 3D-Bahnmodus verfügen. Für gleichmäßigen Auftrag muss zudem mit konstanter Geschwindigkeit gefahren werden.
Bei HUF, einem Schließsystem- Zulieferer im Kfz-Bereich, bzw. der Tochter HUF-Tools, sollte eine Maschine zum Verkleben elektronischer Autoschlüssel projektiert werden, die sehr robust sein und sich intuitiv bedienen lassen sollte. Zudem war Zeitdruck angesagt. So kamen Schrittmotoren in Frage, die hohe Standzeiten aufweisen und sehr störunanfällig sind. Wichtig war neben konstanter Bahngeschwindigkeit weicher Lauf – nur durch Mikroschrittbetrieb zu erreichen.
HUF-Tools entschied sich für ein Antriebssystem der Driveset-Familie von Systec. Im Paket integriert waren alle Komponenten wie Achsen, Motoren, Programmierumgebung und eine Steuerung der Xemo-Baureihe.
Diese Schrittmotorsteuerung weist neben Leistungsendstufen und SPS-Funktionalität eine integrierte Benutzerschnittelle auf. Ein 16/32-Bit-Mikrokontroller mit zwei Gate-Arrays erlaubt extrem feine Auflösungen bei hohen Schrittraten. Ansteuern lässt sich die eigentliche Kinematik und der Klebekopf. Zusätzlicher Vorteil ist ein weiter Eingangsspannungsbereich von 85 bis 240 VAC. Eine integrierte Notaus-Kette macht weitere Schaltkomponenten unnötig.
Zum Programmieren des Automaten wurde Motionbasic von Systec genutzt. Mit der zugehörigen DLL ist es möglich, von einem Windows-Programm aus direkt auf das Xemo zuzugreifen. Hier können die in Motionbasic geschriebenen und im Xemo-Speicher abgelegten Unterprogramme aufgerufen werden oder direkt die von Motionbasic zur Verfügung gestellten Kommandos. Es ist somit möglich, die Maschine online vom PC aus zu steuern, offline arbeiten zu lassen oder beides zu kombinieren.
Ein übergeordneter PC startet den normalen Ablauf. Im Fehlerfall oder Einrichtbetrieb lässt sich die Maschine auch direkt über das im Xemo integrierte Bedienfeld steuern.
Der Start mehrerer parallel laufender Tasks sorgt für einfache, übersichtliche Programmierung der Sicherheitstechnik. Die Steuerung des Ablaufes konnte durch integrierte Verfahrbefehle und Unterprogrammtechnik sehr kurz gehalten werden.
Für viele Standardaufgaben stehen Programmmodule zur Verfügung, die Systec im Web kostenfrei zur Verfügung stellt.
Einer der Hauptpunkte der Software bestand im Programmieren bzw. Übernehmen der Klebekonturen. Die Xemo-Steuerung unterstützt mehrere Arten der Übernahme:
n Teachen von Stützpunkten
n Teachen von Stützpunkten mit Verschliff von Winkeln
n HPGL-Datenübernahme im 2- oder 2½ D-Betrieb
n Überführung der CAD-Daten in Motionbasic-Geraden- und -Kreisbögen-Kommandos
Die einzelnen Punkte werden automatisch verbunden und die resultierende Bahn abgefahren. Für konstante Bahngeschwindigkeit können die sich ergebenden Winkel in Kreisbögen mit geringen Radien verschliffen werden. Über entsprechende Mobits sind die Radienangaben parametrierbar, so dass sich die Bahn-geschwindigkeit anpassen lässt.
Bei HUF-Tools lag eine mechanische Konstruktion als CAD-Daten vor, die in Strecken und Bögen zerlegt wurde. Diese wurden auf Bahnbefehle mit entsprechenden Parametern abgebildet und als Unterprogramm in Motionbasic eingebunden. Systec wurde mit der Erstellung des Ablaufprogrammes beauftragt. HUF-Tools hat dann das Programm zu Ende geführt und optimiert. Die Programmierung des übergeordneten PC wurde von HUF durchgeführt. Eine halbtätige Schulung zweier Mitarbeitern beschleunigte die Übernahme des Programms und erlaubte die sofortige Weiterführung im eigenen Hause. Es wurde die Kontur verfeinert, um mit der feinen Klebedüse genau den Klebekanal im Schlüsselgehäuse zu folgen, und der Zeitpunkt für das Schließen der Düse festgelegt, um den Klebekanal ohne Lücke oder Überlauf zu füllen.
Die gesamte Software wurde fest im Speicher von Xemo abgelegt. Die normale Bedienung erfolgt über den PC, im Einrichtbetrieb oder bei Fehlern erfolgt sie über das Display und die Tastatur.
Internet
Ausführliche Informationen
Kleben mit Schrittmotor und Bahnsteuerung
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