Vibrationswendelförderer sind ein Standardwerkzeug der Förder- und Zuführtechnik. Sie fördern nicht nur Kleinteile, die als Schüttgut vorliegen, sondern können diese gleichzeitig auch sortieren. Ein Vibrationswendelförderer besteht aus einem Topf, auf dessen Innenseite eine schraubenförmige Förderbahn – die sogenannte Wendel – angebracht ist. Besonders wichtig ist es, die Teile in einer festgelegten Ausrichtung für die nachfolgenden Arbeitsschritte verfügbar zu machen. Dafür befinden sich entlang der Förderbahn verschiedene Hindernisse und Schikanen, die nur die richtig orientierten Teile durchlassen und diese auch ausrichten können. Am Ausgang gelangen die Teile dann in der Regel auf einen Zwischenspeicher, der die Bauteile für den nächsten Fertigungsschritt bereit hält. Die genaue Konfiguration der Bahn und der Schikanen ist von dem Bauteil abhängig, das gefördert werden soll.
Die LZT Lichtenwald Zuführtechnik ist seit rund zwei Jahrzehnten in dem Bereich mechanische Zuführanlagen für den Sondermaschinenbau tätig. „Über die Hälfte unserer Projekte kommen aus der Medizintechnik mit Taktraten bis zu 800 Stück pro Minute“, so Andrei Lichtenwald, Inhaber und Geschäftsführer, über den Schwerpunkt des Unternehmens. Andreas Rümmelin ist als Leiter Technik und Vertrieb bei LZT tätig. Er hat langjährige Erfahrungen aus dem Sondermaschinenbau und weiß deswegen, was die Branche benötigt: „Im Anschluss an unsere Zuführtechnik folgt in der Regel eine automatisierte Montage, die aber häufig auch mit Taktraten von 20 bis 60 Stück pro Minute arbeitet, wobei die Zuführtechnik die Teile sicher in diesem Takt bereitstellen muss.“
Die Ansprüche der Sondermaschinenbauer steigen, dies betrifft nicht nur die Geschwindigkeiten, sondern auch die Teilevarianz. „Bei manchen Anwendungen kommen wir mit unserer herkömmlichen Technik nicht aus“, erklärt Rümmelin. „Das betrifft beispielsweise Teile, die sich schlecht in einem mechanischen Zwischenspeicher speichern lassen, die sensibel sind, bei denen es eine große Typenvarianz gibt oder bei denen die Ausrichtung durch den Vibrationswendelförderer nicht erreicht werden kann.“
Immer dann, wenn die traditionelle Zuführtechnik an Grenzen stößt, kann der Einsatz eines Roboters eine Lösung darstellen. Er kann in Zusammenarbeit mit einer Bildverarbeitung Teile greifen und lagerichtig auf einem Förderband für den nächsten Arbeitsschritt ablegen. Um eine solche kombinierte Lösung aus Vibrationswendelförderer, Bildverarbeitung und Roboter anbieten zu können, hat LZT ein Entwicklungsprojekt gestartet. „Wir wollten im Rahmen des Projekts eine universelle Lösung schaffen, die dann möglichst einfach auf verschiedene Anwendungen angepasst werden kann“, erläutert Rümmelin das Konzept. Aufgrund seiner Erfahrungen aus vorherigen beruflichen Stationen hat der technische Leiter das Projekt in Kooperation mit zwei Absolventen einer Technikerschule realisiert.
Und auch bei den Hardwarepartnern hat er auf seinen Erfahrungsfundus aus der Vergangenheit zurückgegriffen. Bei der Kameratechnik werden Komponenten von Keyence verwendet, die auch schon früher bei LZT eingesetzt wurden. Der Roboter kommt von Mitsubishi Electric, da sich Rümmelin in verschiedenen Projekten im Sondermaschinenbau von der Qualität der Produkte des Unternehmens überzeugen konnte. „Am Anfang haben wir ein Pflichtenheft im Kopf gehabt, das die Rahmenbedingungen für die neue Lösung festlegt“, erinnert sich der technische Leiter von LZT. „Dazu gehörten unter anderem die sichere Erfüllung der Taktraten und die einfache Anbindung an die SPS der Sondermaschine.“
Die Robotersteuerung flexibel anbinden zu können, über die enthaltenen Kommunikationsschnittstellen CC-Link IE, das spielte eine wichtige Rolle. Denn damit lässt sich eine nahtlose Integration mit einer Steuerung vom Typ Melsec FX von Mitsubishi realisieren. Die Steuerung kann dann sehr einfach um zusätzliche Ein- und Ausgänge erweitert werden, um weitere Sensoren und Aktoren der Zelle anzubinden. Auch die Kameraanbindung ist einfach.
Das wichtigste Ziel beim Entwickeln der neuen Zuführeinheit war eine hohe Flexibilität. Die Anwender sollten die Einheit in Betrieb nehmen können, ohne dass dafür programmiert werden muss. Hierzu hat die Firma Adiro Automatisierungstechnik auf der Melsec-Steuerung ein universelles Programm erstellt. Das Ergebnis des gemeinsamen Projekts von LZT, Adiro und der Technikerschule ist der Visirob Feeder, der Sprengringe mit einer Dicke von 0,7 mm lagerichtig für eine anschließende Montage bereitstellen kann. Der Vibrationswendelförderer vereinzelt die Sprengringe und fördert sie zunächst ohne spezielle Ausrichtung auf ein Förderband. Auf Basis der von der Kamera erkannten Daten – Position und Orientierung – greift der Roboter das Teil und legt es lagerichtig auf einem weiteren Band oder einer Palette ab.
Die hohe Präzision, die der Roboter bietet, macht dies auch bei so filigranen Teilen wie einem dünnen Sprengring möglich. Mit den Robotern von Mitsubishi Electric lässt sich die geforderte Taktrate bis zu 60 Teile pro Minute je nach Bauteil und Anwendung realisieren. Abhängig von den Anforderungen können Scara-Roboter oder Sechs-Achs-Knickarmroboter eingesetzt werden.
