Ein Palettierer von IEF Werner senkt die Taktzeiten und erhöht die Qualität in der Montage von beispielsweise Elektronik- oder Telekommunikationsbauteilen. Störeinflüsse nicht genau ausgerichteter Paletten werden automatisch ausgeglichen.
Wolfgang-D. Schenk ist Journalist in Reutlingen
Die lageorientierte und schonende Übergabe von Werkstücken, oft mit einer Pufferfunktion verbunden, ist in Montagelinien der Elektronikindustrie, der Telekommunikation oder der Medizintechnik ein absolutes Muss. Um die mit dem Handling von Steckdosen, Magnetspulen, Telefon- oder Computerkomponenten verbundenen Anforderungen zu erfüllen, entwickelte die IEF Werner GmbH aus Furtwangen im Schwarzwald (Halle 6, Stand B31) Palettierer, die sich durch den Einsatz von Standardkomponenten und Lineareinheiten wirtschaftlich in den Materialfluss des Kunden einbinden lassen. Mit drei Bauformen, die für Scara-Roboter, Bearbeitungszentren und Transferstrecken ausgelegt sind, lassen sich die Wünsche des Anwenders beim Teilehandling in der Montage umsetzen.
Besondere Merkmale einer Neuentwicklung aus der Baureihe PSU, bei der die Paletten über Transportwagen oder Gurtband zugeführt werden, sind die Servo-Antriebe in allen Achsen sowie die Linearmodule mit Zahnriementrieb und komplett umschlossener Schienenführung. Verfuhr das Vorgängermodell in der Y-Achse noch mit 1 m/s, so liegt dieser Wert nun bei 5 m/s. Die Wiederholgenauigkeit bleibt bei ±0,05 mm. Auch die exakte Positionsbestimmung des Schlittens bei einer eventuellen Störung, mit Neustart des unterbrochenen Arbeitstaktes unter genau den gleichen Bedingungen, ist ein Pluspunkt.
Der Palettierer besteht aus zwei Stapeleinheiten, einem in X-Richtung verfahrbaren Arbeitstisch mit der Palettenaufnahme, den darüber angeordneten Linearachsen für die Y- und Z-Bewegungen und den im oberen Teil des Gerätes installierten Elektro- und Elektronikelementen. Die bis zu 700 mm hohen Palettenstapel werden mit einem Transportwagen oder über ein Gurtband in das Gerät gefördert, automatisch gesichert und zentriert. Eine Hubeinheit greift die obere Palette und legt sie auf dem Arbeitstisch ab. Der frei programmierbare Tisch fährt in Position unter die Z-Achse, der Greifer entnimmt die Teile und legt sie in ebenfalls frei programmierbaren Y-/ Z-Wegen und Geschwindigkeiten auf einem Transportband ab. Der Arbeitstisch verfährt mit 3 m/s, die Z-Achse mit 2 m/s.
Die Palette wird nun gemäß Zahl und Anordnung der in den Nestern gelagerten Teile getaktet. Vor dem Abarbeiten der letzten Teilereihe stellt die Hubeinheit die nächste Palette bereit. Nach der Entnahme des letzten Bauteils übergibt der Arbeitstisch die leere Palette der Hubeinheit auf der Abfuhrseite, fährt in die Ausgangsposition und übernimmt die bereitgestellte Palette.
Für einen reibungslosen Ablauf sollten die Paletten formstabil und stapelbar sein. Aus Kosten- und Gewichtsgründen empfehlen sich Kunststoffpaletten, bei denen sich die Nester für die aufzunehmenden Teile und die äußere Form im Hinblick auf hohe Stapelsicherheit optimal gestalten lassen.
Da auch labile, verschmutzte und nicht genau ausgerichtete Palettenstapel störungsfrei abgearbeitet werden müssen, verfügt der Palettierer über Einrichtungen, die solche Einflüsse ausgleichen. Die erste Störungsquelle kann ein nicht ausgerichteter Palettenstapel sein. Dadurch sind die einzelnen Paletten von der Hubeinrichtung nicht exakt auf dem Arbeitstisch positionierbar. Diesen Versatz gleicht eine Zentriereinrichtung aus. Ihre vier Stifte bringen die Palette automatisch in die exakte Ausgangslage. Beim Anheben einer Palette drücken pneumatisch betätigte Stößel auf die darunter liegende. Dadurch lassen sich auch verschmutzte oder miteinander verklemmte Paletten sicher trennen.
Auch die Greifer an der Z-Achse sind verstellbar, um Rasterunterschiede zwischen Palette und Ablage- oder Entnahmeposition auszugleichen. Ihr Greifmechanismus und ihre Bewegungsfolgen werden der jeweiligen Aufgabe angepasst. Die Teile können mechanisch oder pneumatisch, einzeln oder in Gruppen gefasst und mit geradliniger sowie mit Dreh- oder Kippbewegung der Palette entnommen werden. Beim Einsatz mehrerer Greifer gleichen unterschiedliche Hubbewegungen die Differenzen bei der Teilepositionierung aus und ermöglichen das Handling verschiedener Teilegrößen und -gewichte.
Die Steuerung ist mit der gesamten Elektrik im oberen Teil des Gerätes eingebaut. Der Platzbedarf des kompakten Gerätes beträgt deshalb nur 1350 mm x 1375 mm. Alle Elektrik- und Steuerungselemente sind durch Klapptüren leicht zugänglich und bedienfreundlich angeordnet.
Der Palettierer wird von der PA-Control gesteuert. Diese von IEF entwickelte NC-Steuerung ist in verschiedenen Ausbaustufen erhältlich. Alle Parameter, wie Palettenraster, Verfahrgeschwindigkeiten und -positionen oder Bewegungen der Greifer, sind am schwenkbaren Bedienpult programmierbar. Der Bediener wird schrittweise durch das Menü geführt und auf erforderliche Dateneingaben aufmerksam gemacht. Programmierfehler sowie Störungen und Fehler im Betriebsablauf zeigt das Display samt Fehlerquelle an.
Die Palettenwechselzeit beträgt 5 s, die Zykluszeit je nach Art und Lage der Teile in den Paletten durchschnittlich 3 s. Bei gleichartigen Teilen, die symmetrisch und mit gleichen Abständen in den Nestern der Paletten aufgenommen sind, lässt sich dieser Wert noch spürbar senken. Im automatischen Durchlauf werden drei Palettenstapel mit je zehn Paletten der Größe 600 mm x 400 mm, belegt mit 48 Teilen in der Größe einer Streichholzschachtel, in etwa 4 h abgearbeitet. In dieser Zeit ist das Programmieren der Bewegungsabläufe enthalten.
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