Standardkomponenten: Der einfache Weg in die automatisierte Fertigung

Automatisierte Maschinen sind heute in den meisten Fabriken alltäglich. „Die Automatisierung von Maschinen und Anlagen ist nicht so kompliziert, wie man denkt“, so Martin Ahner, Leiter der norelem Academy. Mit Standardkomponenten kann man dieses Ziel einfach erreichen. „Wir haben zum Beispiel Bauteile und Komponenten im Programm, die für Pick-and-Place-Applikationen verwendet werden können – unter anderem eine Vorrichtung für das automatisierte Bauteil-Handling.“

Automatisierung lohnt sich

Viele Arbeitnehmer sehen in der Automatisierung eine Technologie, mit deren Hilfe sich viele Aufgaben besser und schneller erledigen lassen. Daher lohnt es sich für Industriebetriebe, in automatisierte Maschinen bzw. in die Robotik zu investieren. Standardbauteile von norelem bieten eine einfache und effiziente Möglichkeit, technische Konzepte für automatisierte Arbeitsabläufe umzusetzen und so praktische sowie kostengünstige Lösungen für Pick-and-Place-Anwendungen zu realisieren.

Wurden Roboter in der Vergangenheit allgemein als eher teure Investitionsgüter mit einem langsamen ROI (Return of Investment) angesehen, verlagert sich der Trend mehr und mehr hin zu kleineren, kollaborativen Robotern – die auch als Cobots bezeichnet werden. Laut einem Markforschungsunternehmen wird der Robotikmarkt zwischen 2020 und 2025 eine CAGR (Compound Annual Groth Rate) von mehr als 25 Prozent verzeichnen.

Standardkomponenten – effizient und flexibel

Standardkomponenten sind flexibel einsetzbar und erfüllen eine Vielzahl von Anforderungen, gleichzeitig können sie die Komplexität einer Anlage deutlich reduzieren. Die Automatisierung einer Bauteilzuführung oder Handling-Vorrichtung kann so zum Beispiel die Rüstzeiten einer Maschine und damit auch die Betriebskosten verringern.

Insbesondere vollautomatische Pick-and-Place-Anwendungen sind für viele Hersteller ein einfacher Einstieg in die Automatisierung. Durch die Verwendung von Standardmaterialien und -vorrichtungen entfällt zum Beispiel die Notwendigkeit, maßgeschneiderte Muttern und Schrauben anzufertigen, wodurch sich der Zeitaufwand bei der Herstellung und Implementierung drastisch verringert.

„Außerdem muss kein externes Unternehmen für den Um- oder Aufbau einer Maschine beauftragt werden, da Standardkomponentenhersteller und -lieferanten wie norelem ihren Kunden die erforderlichen CAD-Zeichnungen, Materialien und Montageanleitungen für die ausgewählten Komponenten zur Verfügung stellen“, erklärt Martin Ahner.

Pick-and-Place leicht gemacht

Pick-and-Place-Maschinen arbeiten mit einer Kombination aus Motoren, Linear- und Drehführungen, Positioniereinheiten, einer Messeinheit sowie einem Handling-System. Norelem hat eine Pick-and-Place-Maschine unter Verwendung von Standardkomponenten entwickelt, um zu zeigen, wie schnell und flexibel die Konstruktion und der Bau einer automatisierten Baugruppe vonstattengehen kann. Bei dieser Anwendung wird ein Bestückungsautomat von einem Schrittmotor gesteuert. Ein Zahnriemenantrieb in Kombination mit einem Kugelgewindetrieb sorgt für den Transport der Bauteile auf der horizontalen Achse. Um den Transport entlang der vertikalen Achse zu veranschaulichen, verwendet norelem einen elektrischen Positioniertisch, mit dem sich Bauteile über beide Achsen zuführen lassen. Zur Aufnahme und Weitergabe des Bauteils werden pneumatische Handling-Module eingesetzt. Diese wurden mit einem Parallelgreifermodul ausgestattet, das bis zu 4,7 kg tragen kann. Ein Drehmodul demonstriert zudem eine Greifaufgabe in einem Rundlauf.

Konstruktion und Fertigung mit Standardkomponenten

„Der Vorteil bei der Konstruktion einer Pick-and-Place-Maschine mit Standardkomponenten ist, dass diese schnell entwickelt und implementiert werden“, so Martin Ahner. „Ein weiterer Vorteil ist, dass sich zum Beispiel Ingenieure Produktwissen schnell aneignen können, denn alle Module und Komponenten der Pick-and-Place-Vorrichtung von norelem lassen sich auch im norelem Academy Trainingscenter finden.“ Mit einem 3D-Modell im Online-Showroom kann dort die Anwendung auch virtuell betrachtet werden, um zu verstehen, wie sie funktioniert. Der Konstruktions- und Fertigungsprozess besteht darin, anhand von CAD-Daten ein Funktionsmodell der Maschine zu entwickeln, das bei der Auswahl der benötigten Komponenten hilft. Das dauert in der Regel ein bis zwei Tage. Bauteile, die noch herzustellen sind, werden bestellt, bevor das Steuerungssystem installiert und in Betrieb genommen wird, was typischerweise nur zwei bis vier Wochen dauert.

Vereinfachte Planung und kürzere Entwicklung

Gerade bei Standardanwendungen für Automatisierung und Handling kann die durchschnittliche Time-to-Market-Phase von etwa drei Monaten durch den Einsatz von Standardkomponenten verkürzt werden. Entscheidend ist es zu wissen, welche Komponenten verwendet und wie diese korrekt installiert werden. Deshalb ist die Zusammenarbeit mit einem Anbieter von Standardkomponenten – wie norelem – von Vorteil, da auch Beratung und Support im Service enthalten sind.

Der Einsatz von Standardkomponenten in der Automatisierung eignet sich für kleine bis mittelgroße Produktionslinien, um Zeit und Kosten zu sparen. Auch was die Wartung und Instandhaltung der Maschine betrifft, bietet deren Verwendung Vorteile. Durch eingebaute pneumatische Handling-Module entfällt zum Beispiel die Wartung. Zudem ist bei der Verwendung von Kugelgewindetrieben nur die richtige Schmierung erforderlich, um die berechnete Lebensdauer zu erreichen. Schließlich tritt Verschleiß nur an den Aufnahmen der Montageplatten der Positioniertische auf. Bei Genauigkeitsfehlern lassen sich austauschbare Buchsen verwenden.

Mehr Autonomie

Durch die Flexibilität und die kurze Vorlaufzeit bei der Verwendung von Standardkomponenten haben immer mehr fertigende Unternehmen die Möglichkeit, ohne lange Wartezeiten in automatisierte Lösungen zu investieren. Bei automatisierten Maschinen, die aus Standardkomponenten bestehen, entfällt außerdem die Notwendigkeit von Schulungen, Reparaturen oder Wartungen durch Drittanbieter, um gegen Ausfälle gewappnet zu sein. Denn Wartungsarbeiten sollten sich leicht bewerkstelligen lassen und Teile sollten einfach beschafft werden können. Die norelem Academy bietet zudem mit einer eigenen Schulungsplattform effektiven und individuellen Unterricht zu Aspekten des Maschinenbaus – einschließlich Pick-and-Place-Systeme.

In der Kategorie Produktwissen hilft die norelem Academy zudem, Produktinnovationen durch Anwendungsbeispiele schneller zu verstehen. In Mikro-Lerneinheiten bekommen Anwender Informationen und Beispiele an die Hand, wie das Produkt eingesetzt wird. Zum Thema Pick-and-Place wird auch eine automatisierte Vorrichtung gezeigt.

Von Emily Kipp.

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