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Powerhandling hievt die Teile zur Maschine

Landmaschinenbau: Hydraulisches Handling verkettet Fertigung
Powerhandling hievt die Teile zur Maschine

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Leicht wird es den Handlinggeräten in der Fertigung bei John Deere nicht gemacht: Proportionalhydraulik positioniert Gussrohlinge für Differentialgetriebegehäuse für die dreistufige Bearbeitung. Jedes Teil wiegt bis zu einer Viertel Tonne.

Bernhard Foitzik ist Fachjournalist in Neustadt an der Weinstraße

Für bis zu 35 000 Differentialgetriebegehäuse im Jahr hat der Landmaschinenhersteller John Deere AG im Werk Mannheim eine neue Fertigungsanlage in Betrieb genommen. Sie besteht aus drei Zellen mit je drei Heller-Bearbeitungszentren vom Typ MCH 300, die vernetzt sind. Jedes Gehäuse – als Gussrohling angeliefert – wird dort in drei Aufspannungen gefertigt.
Jeweils ein Handlinggerät beschickt eine solche Zelle, ein viertes ist als Reserve gedacht. Konzipiert und realisiert wurde das System von der MT Handhabungs- und Robotersysteme GmbH, Bad Wurzach. Die Erfahrungen, die die ebenfalls in Bad Wurzach ansässige Muttergesellschaft Lissmac GmbH (Halle 10.1, Stand B04) beim Entwickeln eines hydraulischen Schwerlastroboters gemacht hat, sind bei diesem neuen Konzept für ein Handlinggerät hinsichtlich der hydraulischen Steuerung sicher hilfreich gewesen, auch wenn keine Baugruppen übernommen wurden.
Noch sind die vier Handlinggeräte, die in Mannheim eingesetzt werden, Einzelstücke. MT-Mitarbeiter Bernd Mayer, der das Projekt betreut hat, hält die Konzeption jedoch durchaus für übertragbar. Um die gesamte Anlage abzudecken und auf Dauer möglichst flexibel zu sein, erstrecken sich die Schienen für die Längsverfahrbewegung (X-Achse) über 56 m, so dass jedes Handlinggerät jede Maschine erreicht. In Y-Richtung verfährt ein Gerät etwa 5 m. Soll so genau wie bei John Deere positioniert werden, liegt der maximale Querverfahrweg bei etwa 10 m. In der Länge „könnte man noch einige Meter dranhängen“, so Mayer.
Die Stückgewichte der rohen Gussgehäuse liegen bei knapp 250 kg. Je nach Typ werden 30 bis 40 kg davon zerspant. Ausgelegt ist das Handling für eine Traglast von 350 kg – sicherheitshalber. „Falls ein größeres Gehäuse bearbeitet werden soll, wollen wir flexibel bleiben“, sagt Georg Uhl, als Module Manager Major Housing Machining für die Fertigung der Gehäuse verantwortlich. Den großen Vorteil des Handlingsystems sieht er auch darin, „dass alle Maschinen gut zugänglich sind“.
Einige Alternativen zur gewählten Lösung haben die Fertigungsplaner diskutiert. Theoretisch könnte ein Knickarmroboter die drei Bearbeitungszentren beschicken. Da die neue Fertigungslinie jedoch in einer bestehenden Halle untergebracht werden musste, gab das Raster der Hallenstützung die Aufstellung der Maschinen vor. Ohne zusätzliche Verfahrschiene wäre es schwierig gewesen, einen passenden Roboter zu finden. Mit so einer Verfahrschiene wäre allerdings die Zugänglichkeit verloren gegangen. Wegen der langen Bearbeitungszeiten an den drei Maschinen, die jeweils 24 min in Anspruch nehmen, hätte auch ein vollautomatisches Portalsystem für den Anwender keine zusätzlichen Vorteile gebracht.
X- und Y-Achse des nun installierten Handlingsystems sind elektrisch angetrieben. Die Z-Achse für die Hubbewegung sowie die Schwenk- und Kippachse inklusive Spannvorrichtung arbeiten jedoch hydraulisch. Bei den Stückgewichten wären elektrische Antriebe zu aufwendig gewesen und hätten monströse Ausmaße angenommen. Alle linearen Bewegungen werden von Absolutwertgebern kontrolliert. „Hydraulisch sind bis zu 2000 Kilogramm beherrschbar“, so MT-Experte Mayer. „Das ist nur eine Frage des Hydraulikzylinders.“ Die Hydraulikversorgung kann auf der Bühne mitfahren, ebenso wie die erforderlichen Schaltschränke für alle Antriebe.
Damit die hydraulischen Funktionen individuell regelbar sind, hat MT das Konzept mit Proportionalhydraulik und Standardkomponenten realisiert. Die endgültige Position fahren die Geräte mit einer Genauigkeit von ± 1,5 mm an. Auf den letzten Zentimetern schaltet die Steuerung in einen Automatikmodus. Denn bei aller Leichtgängigkeit des Handlings wären Schäden an Maschine und Vorrichtung durch ungenaues Positionieren fatal. Die feinfühlig regelbare Hydraulik schafft diese Probleme jedoch aus der Welt.
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