Herzlich willkommen bei

Transkript

1 Herzlich willkommen bei Lange Feinwerktechnik GmbH

2 ^ Entwicklung eines Robotik-Handhabungssystem für die Mikromontage inkl. programmierbarer modular aufgebauter elektropnuematischer Steuerung

3 Übersicht 1. Wie lautete die Aufgabenstellung? 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? 3. Wie funktioniert die Greiferbewegung? 4. Welche Leistung erfüllen die Werkstückträger? 5. Wie ist das Projekt umgesetzt? 6. Was ist das Ergebnis des Projektes?

4 Über LFT 1. Technologieführer für kurvengesteuerte Maschinen 2. Gegründet Sondermaschinenbau für kleine oder komplexe Produkte sowie Produkte hoher Stückzahlen 4. Über 80 Mitarbeiter

5 Einige Referenzen CORNING

6 1. Wie lautete die Aufgabenstellung? Ziel: Verkleinerung eines Handhabungssystems in allen seinen Bestandteilen um den Faktor 5 bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit. Leistungsfähigkeit beschreibt dabei Installationsaufwand reduzieren Schaltzeiten verkürzen Handlingseinheiten modularisieren

7 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? Denkbare Greifertypen: 2.1 Drei-Backen Greifer 2.2 Zwei-Backen Greifer einseitig beweglich 2.3 Zwei-Backen Greifer beidseitig beweglich

8 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? 2.1 Drei-Backen Greifer Vorteile: Sehr hohe Greifgenauigkeit vor allem bei runden Teilen Nachteile: Bei Formteilen lässt sich Greifervariante nicht mehr verwenden Geringer Greiferöffnungsweg Antrieb und Bewegung gestaltet sich als schwierig Bei der ausgearbeiteten Lösung ist die Fertigung sehr aufwendig Die Spannkraft ist gering

9 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? 2.2 Zwei-Backen Greifer einseitig beweglich Vorteile: Greifer in hoher Genauigkeit herstellbar, aus einem Teil in einer Aufspannung gefertigt Nachteile: Schwierige Greifersituation wenn ein Backen fest ist

10 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? 2.2 Zwei-Backen Greifer beidseitig beweglich Vorteile: Zentrisches Greifen Wahl je nach Anwendung, ob in drucklosem Zustand offen oder geschlossen Kaufkomponenten lassen sich einsetzen Ersatzteilversorgung flächendeckend Greiferart deckt einen sehr breiten Bereich der Anwendungen ab. Nachteile: Greifer muss individuell auf das Werkstück angepasst werden Zentrierung bei runden Teilen kann nur über die Geometrie der Greiferfinger erfolgen

11 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? Aluminium. Vorteil: Leichter Kostengünstige Bearbeitung auf Fräsmaschine Nachteil Erodieren aufwändiger, da hohe Verschmutzung der Maschine Weiches Material Oberflächenbehandlung trägt auf, verändert die Außenmaße oder kann ev. zu Verzug führen Oberflächenbehandlung wie z. B. Hartcoat bleibt Aluminium nur Kratzfest und nicht schlagfest

12 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? Werkzeugstahl Vorteile Bereits gehärtetes und angelassenes Material für Fertigung verwendbar, somit verändern sich die Fertigungsmaße durch nachträgliche Oberflächenbehandlung nicht. Erodieren und Schleifen sehr gut möglich, daher hohe Fertigungsgenauigkeit Gut angelassenes Material ist zäh Fräsvorbereitungen vor Erodieren für Fertigung größerer Stückzahlen möglich. Nachteile Je nach Größe der Greifer das Gewicht. Je nach Materialzusammensetzung rostend Magnetische Aufladung

13 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? Hartmetall. Vorteil: Sehr hart Erodieren und Schleifensehr gut möglich Nicht rostend Nachteil Spröde Edelgstahl Vorteile Nicht rostend Nicht magnetisch Nachteile Weich, härtbarer Edelstahl (1.4044) ist magnetisch Schlecht zu bearbeite Magnetische Aufladung

14 2. Wie sind die Greifer ausgelegt? 2.3 LFT Ausführung der Greifer Technische Daten des Greifers: Greiferbacken: Material: Greiferkinematik: Greiferöffnung: Greifkraft je Backen Greifzeit: Negativform des Werkstücks /- 1 HRC Greifer öffnen über Federkraft Greifer schließen zentrisch mittels Keil 5 je Greiferbacken (ergibt eine Öffnung von ca. 0,3 mm) 4,5 N in der gegriffenen Position 20 ms

15 3. Wie funktioniert die Greiferbewegung? 3.1 Kurvenantrieb Vorteile: Schnellere Bewegungen realisierbar Bewegungen lassen sich verschleifen keine Kollisionsgefahr Geringe Fehleranfälligkeit Hohe Lebensdauer Nachteile: Sehr geringe Flexibilität Komplexität der Einstellung des Kurvenantriebe häufig weit überschätzt Selbe Bewegungen benötigen teilweise aufgrund des Bauraums für den Kurvenantrieb unterschiedliche Kurven und Hebel

16 3. Wie funktioniert die Greiferbewegung? 3.2 Motorischer Antrieb Vorteile: Hohe Flexibilität Hohe Positionierungsgeschwindigkeit mit entsprechender Übersetzung möglich Nachteile: Hoher steuerungstechnischer Aufwand Hohe Positioniergenauigkeit nur bei geringer Geschwindigkeit möglich Platzbedarf für Motor und Kabel

17 3. Wie funktioniert die Greiferbewegung? 3.3 Pneumatischer Antrieb Vorteile: Hohe Flexibilität Leicht einzustellen, nur mechanisches umrüsten erforderlich Geringer Bedarf an BAuraum Nachteile: Mittlerer steuerungstechnischer Aufwand Mittlere Positioniergeschwindigkeit Platzbedarf für Motor und Kabel

18 3. Wie funktioniert die Greiferbewegung? 3.4 Auswahl des Antriebs Entscheidung: Modulares System zielt auf Flexibilität Rein mechanische Umbauten sind denkbar und unterstützen die Flexibilität Mikrosystemtechnik dankt dem geringen Bauraum Kurze Wege können auch mit geringerer Positioniergeschwindigkeit auskommen

19 4. Welche Leistung erfüllt der Werkstückträger? 4.1 Auswahl der Werkstückträger Entscheidung: Werkstückträger sind nicht modularisierbar. Jedes Produkt benötigt einen abgestimmte Werkstückträger Positionierschwankungen des Antriebes und des Kettensystems werden durch einen schwimmenden Aufbau des Greifers ausgeglichen. Hierzu ist im Werkstückträger eine Zentrierbohrung eingebracht. Diese hat eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit zu den Produktaufnahme Material:

20 5. Wie ist das Projekte umgesetzt? Ausführung: Aufgebaut auf einer Kunststeinplatte Schleppkette mit 28 Werkstückträgern Abmessungen von Länge x Breite = 400 x 600 mm²

21 5. Wie ist das Projekte umgesetzt? Ausführung: Aufgebaut auf einer Kunststeinplatte Schleppkette mit 28 Werkstückträgern Abmessungen von Länge x Breite = 3 Modulen für eine Pick-and-Place Operation Objekt: Zylinder der Größe Durchmesser x Länge = 0,65 x 1,50 mm²

22 Wie ist das Projekt umgesetzt? Ausführung: Aufgebaut auf einer Kunststeinplatte Schleppkette mit 28 Werkstückträgern Abmessungen von Länge x Breite = 3 Modulen für eine Pick-and-Place Operation Objekt: Zylinder der Größe Durchmesser x Länge = 0,65 x 2,00 mm² Arbeitsablauf der Greifer: Senken Greifen Heben Transport Senken Freigeben Heben Rücktransport Ausgeführt im Zyklus Loch 1 nach Loch 3 Loch 3 nach Loch 2 Loch 2 nach Loch 1

23 Was ist das Ergebnis des Projektes? Ergebnis: Die Ziele einer Miniaturisierung und Modularisierung sind erreicht worden. Es stehen modulare Pick-and-Place Einheiten zur Verfügung Aufgrund der Ergebnisse dieses Projektes und weitere Erfahrungen in der Mikromontage ist LFT in der Lage Kleinere Maschine anzubieten Hohe Prozesssicherheit für die industrielle Mikromontagen aufzubauen Schnelle auf neune Produkte zu adaptieren