Wenn Greifen allein nicht mehr reicht
Automatisierte Prüfprozesse stellen hohe Anforderungen an Dynamik, Präzision und Prozesssicherheit. Für die Entwicklung eines modularen End-of-Line-Prüfsystems suchte Stoba nach einer Lösung, die Greifen, Drehen und Positionsüberwachung in einer kompakten Einheit vereint. Ein elektrischer Paralleldrehgreifer löst diese anspruchsvolle Aufgabe – inklusive hoher Drehzahlen, kurzer Zykluszeiten und zuverlässigem 24/7-Betrieb.
Johanna Pompe, Teamlead Digital Solution
In der automatisierten Qualitätsprüfung entscheidet jede Sekunde über die Wirtschaftlichkeit einer Anlage. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Flexibilität und Prozesssicherheit kontinuierlich. Vor dieser Herausforderung stand auch Stoba bei der Entwicklung eines modularen Systems für automatisierte Prüf- und Handhabungslösungen. In einer End-of-Line-Prüfstation sollte ein komplexes Einspritzbauteil kamerabasiert geprüft werden. Dafür musste das Werkstück präzise gegriffen, mit hoher Geschwindigkeit rotiert und seine Position jederzeit zuverlässig überwacht werden – bei einer Taktzeit von drei Sekunden und im kontinuierlichen 24/7-Betrieb.
Eine Komponente löst mehrere Integrationsprobleme
Die Anforderungen an die Handhabungseinheit waren entsprechend hoch. Gesucht wurde eine Lösung, die das sichere Greifen unterschiedlicher Bauteildurchmesser, den rotativen Antrieb mit bis zu 800 min-1, die Signalübertragung sowie die Positionsrückmeldung in einer möglichst kompakten Baugruppe vereint. „Für uns war entscheidend, dass sich die Lösung sowohl elektrisch als auch softwareseitig einfach anbinden lässt. Gleichzeitig mussten wir bei einer Taktzeit von nur drei Sekunden eine hohe Dynamik und Prozesssicherheit sicherstellen,“ erklärt Luis Baumhackl, zuständiger Automatisierungstechniker bei Stoba.
Standardlösungen am Markt konnten diese Anforderungen nur mit Einschränkungen oder teilweise erfüllen. Häufig wären mehrere Einzelkomponenten notwendig gewesen, mit entsprechend höherem Platzbedarf, größerem Integrationsaufwand und zusätzlichen Schnittstellen. „Bei der Auslegung der Prüfstation mussten wir hohe Dynamik, begrenzten Bauraum und unterschiedliche Bauteilvarianten zusammenbringen. Genau diese Kombination hat die Aufgabenstellung technisch besonders anspruchsvoll gemacht,“ ergänzt Thomas Leuthold, Konstrukteur bei Stoba.
Grenzen von Standardlösungen
„Das eigentliche Problem war, dass wir die Funktionen Greifen und schnelles Drehen selbst mit klassischen Standardlösungen nicht umsetzen konnten. Deshalb mussten wir entscheiden, ob wir eine eigene Lösung entwickeln oder ob es bereits etwas Passendes am Markt gibt. Die Zimmer Group war der einzige Anbieter, der sofort auf unsere Anfrage reagiert und uns eine Lösung in Aussicht gestellt hat,“ konstatiert Thomas Leuthold.
Mit dem elektrischen 2-Backen-Paralleldrehgreifer REP2000 konnte die Zimmer Group sämtliche geforderten Funktionen in einer integrierten Lösung zusammenführen. Der Greifer ermöglicht das flexible Greifen unterschiedlicher Bauteildurchmesser und übernimmt gleichzeitig die hochdynamische Drehbewegung des Werkstücks. Zudem lässt sich die Greiferposition kontinuierlich überwachen, wodurch eine zusätzliche Prozesssicherheit entsteht.
Ein wesentlicher Vorteil für Stoba war die kompakte Bauform. Dadurch konnte der Paralleldrehgreifer ohne aufwendige konstruktive Anpassungen in die Prüfstation integriert werden. Variable Einstellmöglichkeiten für Greifbereich und Drehzahl sorgen für eine hohe Flexibilität bei unterschiedlichen Bauteilvarianten. Besonders überzeugte die integrierte Steuerungsarchitektur. Sämtliche relevanten Betriebsparameter lassen sich direkt über die programmierbare IO-Link-Schnittstelle des Greifers einstellen. Luis Baumhackl blickt auf die Integration zurück: „Die integrierte Steuerungsarchitektur und die IO-Link-Anbindung haben den Integrationsaufwand deutlich reduziert. So konnten wir eine kompakte Lösung realisieren, die auch bei kurzen Zykluszeiten stabil im 24/7-Betrieb funktioniert.“
Vom Standardprodukt zur maßgeschneiderten Hochgeschwindigkeitslösung
Eine besondere Herausforderung bestand darin, den Paralleldrehgreifer für die geforderten hohen Drehzahlen weiterzuentwickeln. In enger Zusammenarbeit zwischen Stoba und den Entwicklungsspezialisten der Zimmer Group wurde die Lösung gezielt optimiert. Ziel war es, die geforderten Drehzahlen von bis zu 800 min-1 mit hoher Dynamik sowie einem zuverlässigen Dauerbetrieb zu verbinden.
Auch aus Sicht des Anlagenbauers überzeugt die Lösung. Besonders hervorgehoben werden die hohe Lösungsorientierung der Zimmer Group sowie die Bereitschaft, den Standardgreifer gemeinsam für die spezifische Anwendung weiterzuentwickeln.
„Bemerkenswert war die hohe Bereitschaft, uns bereits ab dem ersten Termin eine passende Lösung anzubieten und direkt mit einem konkreten technischen Vorschlag in die Diskussion einzusteigen“, so Maik Schäfer, Bereichsleiter Applikation bei Stoba, über die gemeinsame Zusammenarbeit. „Sowohl die anspruchsvolle Zeitschiene als auch die technische Aufgabenstellung wurden jederzeit transparent, schnell und zuverlässig umgesetzt. Andere Anbieter konnten uns weder eine vergleichbar kompakte Lösung anbieten noch waren sie bereit, ihre Standardlösung entsprechend weiterzuentwickeln.“
Hohe Dynamik für kurze Taktzeiten
Das Ergebnis ist eine leistungsfähige und kompakte Handhabungslösung, die sämtliche Prozessschritte in einer Einheit kombiniert. Durch die hohe Dynamik beim Beschleunigen und Abbremsen sowie die Drehzahlen bis 800 min-1 erreicht die Anlage eine Taktzeit von drei Sekunden. Gleichzeitig gewährleistet der elektrische Paralleldrehgreifer einen stabilen und prozesssicheren Betrieb im kontinuierlichen 24/7-Einsatz. Mit dem REP2000 zeigt die Zimmer Group, wie sich mehrere Handhabungsfunktionen intelligent in einer einzigen Komponente vereinen lassen. Das reduziert den Integrationsaufwand, erhöht die Prozesssicherheit und eröffnet Maschinenbauern neue Möglichkeiten, hochdynamische Automatisierungsaufgaben wirtschaftlich und platzsparend umzusetzen.
