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Präzises Einpressen

Montage- und Prüfanlage mit integriertem Fertigungsprozess
Präzises Einpressen

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Mithilfe von TOX-ElectricDrive-Servo-Antrieben hat der Sondermaschinenbauer Symacon eine komplexe, robotergestützte Rundschalttisch-Montage- und Prüfanlage zur Großserienfertigung von Lagergehäusen für die Automobilindustrie erstellt. Die Antriebe sorgen für prozesssichere, reproduzierbare Qualität.

Die Autorin: Stefanie Reich, Wissensmanagement, TOX Pressotechnik GmbH & Co. KG, Weingarten

Die Symacon GmbH, ein mittelständischer Betrieb aus Barleben, ist auf die Automatisierung von Fertigungsprozessen spezialisiert und realisiert unter anderem für die Kunden aus der Automobil- und Automobilzulieferindustrie unterschiedliche Anlagen mit Roboterintegration. Dabei steht die Optimierung verschiedener Fertigungsprozesse zu einer hochautomatisierten und damit hochproduktiven Komplettlösung im Vordergrund. Folgerichtig sieht sich das Unternehmen keineswegs nur als Robotersystemintegrator, weil es zum einen über verschiedenes Prozess-Know-how und zum anderen über eine ausgewiesene Systemlösungskompetenz verfügt.
Ein eindrucksvolles Beispiel dafür stellt eine kombinierte Montage- und Prüfanlage auf Rundschalttisch-Basis dar, die für einen namhaften Zulieferer in der Automobilindustrie konzipiert und gebaut wurde. Die Montage- und Prüfanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie drei zuvor parallel laufende Prozesse in einem integrierten Fertigungsprozess vereint. Dieser beinhaltet die Baugruppen-Montage durch Einpressen von Komponenten sowie die Teile- und Baugruppenprüfung und schließlich das Signieren. Das Handling der zunächst geprüften und für IO befundenen Lagergehäuse von außen in die Rundschalttisch-Montagezelle übernimmt ein Roboter. In der Montagezelle erfolgt dann in einer Arbeitsstation das Einpressen des Verschlussdeckels in das Lagergehäuse und in zwei Stationen das Einpressen der Anschlussstutzen. Dafür werden mittels eines zweiten Roboters die Anschlussstutzen und Verschlussdeckel aus einem Tray entnommen und in den Einpressvorrichtungen bereitgestellt. Nach dem Einpressen übernimmt wieder der erste Roboter die montierte Baugruppe und legt sie in die folgende Prüf- und Signierzelle ein.
Gesucht: Präzise Presskraft zum Einpressen
Wie schon angedeutet, verfügt Symacon über Prozess-Know-how, holt sich jedoch zur Unterstützung nach Bedarf auch Spezialisten ins Haus. Dazu zählt die TOX Pressotechnik GmbH & Co. KG aus Weingarten, wenn es um Füge-/Clinch- und Einpress- sowie Bearbeitungs- oder Montageoperationen geht, die durch Presskraft-/Weg-abläufe zu bewerkstelligen sind. Das Unternehmen verfügt sowohl über die Technologien als auch die entsprechenden Presskraftantriebe wie die pneumohydraulischen Antriebszylinder TOX-Kraftpaket oder die mechatronischen Servo-Antriebe TOX-ElectricDrive.
Im Fall der integrierten, robotergestützten Montage-, Prüf- und Signieranlage von Symacon fiel die Wahl der Antriebssysteme für die Einpressoperationen der zwei Anschlussstutzen auf die mechatronischen Servo-Antriebe TOX-ElectricDrive. Beim Einpressen des Verschlussdeckels in das Lagergehäuse wird der pneumohydraulische Antriebszylinder TOX-Kraftpaket eingesetzt. Die Servo-Antriebe TOX-ElectricDrive wurden aufgrund der reproduzierbaren Einpressgenauigkeit, der Dauer-Leistungsfähigkeit im vollautomatischen Mehrschichtbetrieb, der hohen Prozesssicherheit sowie der Möglichkeit der lückenlosen Dokumentation der Einpressqualität verwendet. Weitere Aspekte waren die einfache Systemintegration, geringer Montage- und Installationsaufwand, garantierte Kompatibilität im Servicefall und zu guter Letzt die passende Gesamtlösung aus einer Hand in Verbindung mit der Einpressüberwachung EPW. Nach intensiver Bedarfsanalyse und Beratung durch den zuständigen Gebietsverkaufsleiter Burkhard Schmidt, fiel die Entscheidung zugunsten der Electric- Power-Module der Bauart EPMK sowie EPMR.
Lösung: TOX-ElectricDrive-Antriebe
Bei den Antrieben TOX-ElectricDrive handelt es sich um mechatronische Servoantriebe zum reproduzierbar hochpräzisen Fügen/Clinchen und Einpressen/Verpressen. Je nach Ausführung sind Presskräfte bis zu 700 kN realisierbar. Die elektromechanischen Antriebe verfügen über eine integrierte Regeltechnik und können für die lückenlose Qualitätsdokumentation mit angepassten TOX-Einpress-/Prozessüberwachungssystemen gekoppelt werden. Hierbei können mit einer Einpressüberwachung EPW sukzessive mehrere Pressstationen überwacht werden.
Der hier einmal verwendete Typ EPMK zum Anschlussstutzeneinpressen in der Station 4 zeichnet sich durch die parallele Anordnung aller Komponenten und damit eine kompakte sowie schlanke Bauweise aus. Der Hub beträgt 100 mm und die Arbeitskolbengeschwindigkeit 0 bis 300 mm/s. Die Nennkraft ist 10 kN, die Wegwiederholgenauigkeit liegt bei +/- 0,01 mm. Beim weiteren hier eingesetzten Servoantrieb in der Einpressstation 5 handelt es sich um den Typ EPMR, bei dem ebenfalls alle Komponenten parallel angeordnet und zu einer kurzen und kompakten Einheit verbaut sind. Außerdem ist dieser Typ mit einem Präzisionsflansch ausgerüstet. Die Nennkraft beträgt hier 55 kN, der Gesamthub 100 mm, die Arbeitskolbengeschwindigkeit 1 bis 120 mm/s und die Wiederholgenauigkeit liegt bei +/- 0,01 mm. Zur Ausstattung jedes ElectricDrive-Servoantriebs gehören der Achscontroller line-X samt Software, Kabelsätze und weiteres Zubehör für die jeweils spezifische Systemintegration.
EPW überwacht Pressvorgänge und Prozesse
Für die Prozessüberwachung in den drei Pressstationen ist das mehrkanalig nutzbare Einpressüberwachungssystem EPW installiert. Mit diesem ist die lückenlos-kontinuierliche Einpress- und Fügeoperationenüberwachung möglich, ohne dass für die Programmierung – 16 Fenstervarianten für unterschiedliche Überwachungskriterien, 64 Prüfprogramme, pro Prüfprogramm sind bis zu zehn Fenster zu definieren – und Bedienung ausgewiesenes Fachpersonal erforderlich ist. Des Weiteren ist die Steuerung über einen parallelen IO-Port realisierbar. Zum Lieferumfang gehört auch die Software zum Parametrieren und Archivieren sowohl der Daten als auch der Gerätekonfiguration. Damit hat Symacon aus einer Hand alle für die Einpressoperationen relevanten Komponenten und Tools erhalten, woduch sie sich auf ihre Hauptaufgabe als prozessorientierter Systemlösungspartner konzentrieren konnte. I

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