Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ruckfreies Be- und Entladen dank elektronischer Kurvenscheiben

11.12.2008
Präzise und schnell handhaben die Entladeroboter von Roboworker Presslinge aus Metall- oder Keramikpulver, die Vorprodukte für Wendeschneidplatten, Zahnräder oder Dichtscheiben. Das Hochleistungs-Abnahmesystem RAG2, das die empfindlichen Rohlinge auch bei Höchstgeschwindigkeit ruckfrei aus der Presse nimmt, braucht eine schnelle und zuverlässige Steuerungstechnik mit Kurvenscheibenfunktion.

Die Roboworker Automation GmbH mit Sitz in Weingarten entwickelt und fertigt Anlagen zum Be- und Entladen von Pressen und Werkzeugmaschinen. Seit mehr als sieben Jahren setzt Roboworker in seinen Sondermaschinen Steuerungstechnik von Beckhoff ein. Jetzt steuert das PC-basierte Twincat von Beckhoff auch alle Roboworker-Serienmaschinen, wie das Hochleistungs-Abnahmesystem RAG2.

Schnelle Steuerungstechnik mit kurzen Zykluszeiten

Herzstück dieser Maschine ist ein Drei-Achs-Roboter mit Greifer. Vorsichtig entnimmt dieser den Pressling aus der Presse, übergibt ihn der Qualitätskontrolle und legt ihn auf ein Tablett.

Die Abnahmesysteme RAG2 handhaben Pressteile aus formgebenden Pressen, Umformpressen und Stanzen. Das Greifen, Transportieren und Ablegen der Pressteile aus Metall- oder Keramikpulver, die die Vorprodukte von Wendeschneidplatten, Ventilsitzringen, Dichtungen oder Zahnrädern bilden, stellt eine große Herausforderung dar, weil die Presslinge noch sehr weich sind und leicht brechen. Zu große Greifkräfte oder unsanftes Ablegen durch ruckartige Bewegungen beschädigen den Pressling und machen ihn unbrauchbar.

Folglich wird eine Steuerungstechnik benötigt, mit der ein vorsichtiges Greifen des Presslings und ein ruckfreier Bewegungsablauf realisiert werden können – selbst bei höchsten Geschwindigkeiten. Eine extrem schnelle Steuerungstechnik mit kurzen Zykluszeiten und vielen Zusatzfunktionen, wie Motion Control und elektronische Kurvenscheiben in einem System, war der Ausschlag für Roboworker, auf Beckhoff-Steuerungstechnik zu setzen.

Offene Technik ermöglicht volle Leistungsausschöpfung

Kern der Steuerung des Abnahmesystems ist ein Industrie-PC C6140 mit Windows XP Pro als Betriebssystem und der Automatisierungssoftware Twincat PLC/NC I. Über einen Handheld erfolgt die Bedienung des Abnahmesystems. Die Visualisierung basiert auf Windows und läuft gemeinsam mit der Steuerung auf dem Industrie-PC.

Die Kommunikation zwischen Steuerung und Visualisierung erfolgt via Twincat ADS. Optional kann über die Ethernet-Schnittstelle des Industrie-PC eine Internetverbindung zur Fernwartung des Systems aufgebaut werden.

Die richtige Busklemme für jede Anwendung

Zur Einbindung sämtlicher Datenpunkte des Abnahmesystems in die Steuerung setzt Roboworker Beckhoff-Busklemmen ein. Je nach Ausführung des Abnahmesystems wird aus dem großen Sortiment an Busklemmen eine für die Anwendung optimale Kombination zusammengestellt.

So erfassen beispielsweise analoge Klemmen die Abmessungen des Presslings und serielle Schnittstellen die Daten der Wägezellen. Die weniger dynamischen Achsen der Greifer und des Tabletthandlings werden einfach und kostengünstig mit Schrittmotorklemmen gesteuert.

Dank der Offenheit der Beckhoff-Technik können alle Geräte mit ihren spezifischen Feldbussen bedient und damit die Leistung der Geräte voll ausgeschöpft werden. Zum Beispiel sind über Buskoppler die mit CAN-open angesteuerten, hochdynamischen Antriebe des Roboters in die Steuerung eingebunden.

Komplexität und Vielfalt beherrschen

Größe, Form und Material des Presslings sowie die geforderte Qualität und Ausbringungsmenge bestimmen Greifertyp, Tabletthandlingverfahren, Maschinenprozess und Zusatzfunktionen, wie Entgraten, Qualitätskontrolle und Pressstempelreinigen. Auf einigen Abnahmesystemen werden so bis zu 30 Teile pro Minute gehandhabt.

Derart hohe Taktraten können nur durch Parallelisieren von Prozessschritten erreicht werden. Beispielsweise wird ein Teil gewogen, während der Greifer ein anderes Teil von einer zweiten Waage auf das Tablett transportiert.

Diese komplexen Prozesse realisiert Roboworker mit Twincat PLC und Motion Control unter Echtzeit. Anwendungsspezifisch konfiguriert Roboworker die Applikationssoftware und stellt die zugehörigen Maschinenparameter ein. Roboworker nutzt Twincat jedoch nicht nur als Entwicklungs- und Laufzeitumgebung, sondern setzt das Twincat ScopeView auch für die Diagnose und Optimierung des Systems ein.

Optimierter Bewegungsablauf mit Kurvenschreiben

Der Greifer transportiert die druck- und stoßempfindlichen Presslinge ruckfrei von einer Bearbeitungsstation zur nächsten und legt sie schließlich vorsichtig auf das Tablett. Diesen komplizierten Vorgang realisiert Roboworker mit der Kurvenscheibenfunktion der Twincat-Software.

Zurzeit nutzt Roboworker die Camming-Funktion nur zur Optimierung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Greiferhandling. Dazu wird die Bahnkurve als Polynom fünfter Ordnung definiert und darüber die Slave-Achse mit der Master-Achse verbunden.

Zukünftig werden die Kurvenscheiben auch zur Zeitoptimierung genutzt, indem die X-, Y- und Z-Achse an eine virtuelle Zeitkurve gekoppelt werden. So ist ein Durchlaufbetrieb ohne Wartezeiten möglich, was die Hubzahl erhöht und den Energieverbrauch reduziert.

Optimale Synchronisation von Presse und Abnahmesystem

Zur Realisierung eines reibungslosen Ablaufs müssen Presse und Abnahmesystem synchronisiert arbeiten. Je nach Anwendung ist dieser Synchronisationsprozess unterschiedlich komplex: Bei einfachen Pressen erfolgt die Kommunikation der Maschinenstatusüber digitale Schnittstellen.

Bei aufwändigeren Abstimmungen kommunizieren die Presse und das Abnahmesystem über CAN-open oder Profibus miteinander. Presse und Handhabungsgerät stimmen miteinander ab, wann ein Teil fertig ist und abgenommen werden muss und wann der Greifer sich nicht im Pressenraum befinden darf. Die Presse übernimmt zudem die mit dem Abnahmesystem aufgenommenen Daten, wie Gewicht und Maße des Presslings, und bestimmt – darauf basierend – die Füllmenge und die Presskraft für den nächsten Pressschritt.

Dr. Ursula Frank ist Projektmanagerin R&D-Kooperationen bei der Beckhoff Automation GmbH.

Ursula Frank | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/fertigungsautomatisierung/articles/157172/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht rollFEED® Turning auf EMAG Maschinen: Tempomacher für die Drehbearbeitung
17.10.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Schuler-MSC2000-Dual-Servopresse am Fraunhofer IPT für Werkzeugtests und Entwicklungsprojekte
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise