Firma Baumann Automation opracowuje dostosowane do potrzeb klientów platformy produkcyjne dla robotyki, montażu, obsługi i technologii testowania w parku przemysłowym na północy Ambergu, w Górnym Palatynacie – około 70 kilometrów od granicy z Czechami. Standaryzowane moduły automatyzacyjne oferują elastyczność, skalowalność i całkowite dostosowanie do potrzeb klienta. „Dbamy o to, aby wymogi klienta i nasze rozwiązania idealnie do siebie pasowały” – mówi Michael Klaus, kierownik projektu ds. rozwiązań montażowych w firmie Baumann. „Klienci wymagają najlepszych maszyn i do tego właśnie dążymy. A do tego potrzebujemy najlepszych komponentów”. Produkty firmy SCHUNK, na przykład chwytaki i systemy wymiany, są montowane w wielu obszarach systemów Baumann. Niedawno producent maszyn specjalistycznych z północnej Bawarii stanął przed wyjątkowo trudnym zadaniem: zaprojektowaniem stacji łączenia śrubowego o bardzo kompaktowych wymiarach, które dokładnie wpasuje się w istniejącą linię produkcyjną klienta. „W bardzo ograniczonej przestrzeni musieliśmy umieścić pięć stanowisk do wkręcania śrub oraz dwie jednostki obsługowe” – wyjaśnia kierownik projektu Klaus. „Była to kwestia milimetrów. Dominującym tematem był niedostatek przestrzeni. Przez jakiś czas szukaliśmy odpowiedzi, ale po intensywnej fazie inżynieryjnej, prowadzonej wspólnie z firmą SCHUNK, w końcu znaleźliśmy najlepsze rozwiązanie: zastosowanie liniowej osi bezpośredniej SLD z pięcioma niezależnie poruszającymi się suwakami dla jednostek wkręcających.
Liniowa oś bezpośrednia SLD o długości 1,81 metra zamontowana na stalowej belce rozciąga się poziomo na całej szerokości modułu od jednego końca do drugiego. Na tej osi porusza się pięć niezwykle precyzyjnych suwaków, które mogą poruszać się niezależnie od siebie, sterowane w sposób dostosowany do konkretnego zastosowania. Na każdym suwaku osi X montowany jest za pomocą płyty adaptera uniwersalny moduł liniowy LDN firmy SCHUNK – oś liniowa z profilem X, liniowym silnikiem bezpośrednim i prowadnicą rolkową. Każdy z tych modułów LDN, które poruszają się w kierunku y, ma wrzeciono śrubowe przymocowane jako efektor końcowy, który realizuje proces wkręcania śrub w kierunku z.
Na początku procesu montażu śrubowego detal – wstępnie zmontowany zestaw pompowy – wchodzi do modułu łączenia śrubowego na lewym końcu modułu za pośrednictwem przenośnika podającego na nośniku elementu obrabianego. Najpierw na wejściu do modułu skanowana jest etykieta z kodem kreskowym na komponencie, na której zapisane są wszystkie zapisane dane o produkcie. Następnie pokrywa komponentu jest automatycznie zdejmowana ze stacjonarnego, pionowego modułu obsługowego za pomocą chwytaka ssącego i umieszczana na boku drugiego przenośnika, który transportuje pokrywę równolegle do procesu, aż do momentu jej ponownego zamontowania. Następnie obudowa bez pokrywy przechodzi przez cztery stacje łączenia śrubowego. Do obudowy przykręcane są różne śruby i mocowana jest płytka drukowana. Wreszcie druga stacjonarna, pionowa jednostka obsługowa za pomocą chwytaka ssącego podnosi pokrywę z przenośnika pomocniczego i umieszcza ją z powrotem na obudowie. Na piątym i ostatnim stanowisku łączenia śrubowego następuje ostateczne przykręcenie pokrywy. Na koniec zespół pompy zostaje przeniesiony z modułu znajdującego się z przodu po prawej stronie. Zintegrowany system monitorowania procesu skręcania gwarantuje bezbłędne wykonanie połączeń śrubowych. W przypadku wadliwego połączenia śrubowego nieprawidłowy element zostanie automatycznie wyrzucony. Moduł produkcyjny pracuje w pełni automatycznie 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu; ręczna interwencja jest konieczna tylko w przypadku usterek. Firma Baumann zaprojektowała podstawowy moduł „ro|box” tak, aby był łatwo dostępny i prosty w obsłudze.
Pięć stacji łączenia śrubowego porusza się niezależnie od siebie wzdłuż osi SLD. Oznacza to, że różne procesy łączenia śrubami mogą być precyzyjnie skoordynowane i wszystkie procesy są niezawodne. Umożliwia to zapewnienie, że pompa – ważny produkt nowoczesnej i przyjaznej środowisku technologii energetycznej – zostanie przekazana w idealnym stanie do kolejnego stanowiska na linii producenta pomp. „Solidność i precyzja SLD gwarantują bezbłędność procesu skręcania i ostatecznie pozwalają uniknąć odrzutów i odpadów” – podkreśla Michael Klaus.
W tym konkretnym zastosowaniu liniowa oś bezpośrednia SLD obsługuje obciążenie wynoszące ok. 10–12 kilogramów na każdym z pięciu suwaków, w tym płytę adaptera, oś liniową LDN i jednostkę łączenia śrubowego. Wysoka nośność jest możliwa dzięki zastosowaniu wytrzymałej prowadnicy szynowej, która gwarantuje precyzję procesu. Każdy suwak lub silnik liniowy ma własny sterownik. Bezkontaktowy enkoder liniowy TTK 70S mierzy pozycję bezwzględną i prędkość z maksymalną precyzją. „Dzięki integracji silnika i funkcji bezpieczeństwa oraz wynikającej z tego kompaktowej konstrukcji, udało nam się przezwyciężyć nasze ograniczenia przestrzenne dzięki SLD” — podsumowuje kierownik projektu Klaus. „W przeciwnym razie nie bylibyśmy w stanie zmieścić całego procesu skręcania w dwóch modułach o rozmiarze 1,60 metra”.
Zainstalowana oś liniowa SLD 11, konfigurowalny produkt standardowy firmy SCHUNK, również była dla firmy Baumann doskonałym wyborem pod względem stosunku wydajności do ceny. Użytkownicy korzystają z modułowych opcji mocowania, instalacji i kombinacji — SLD można np. wyposażyć w hamulec i zamontować pas osłonowy. W zależności od potrzeb klienta, SLD można wyposażyć w kilka aktywnych prowadnic silnikowych i umożliwia specjalne rozwiązania osiowe.
„Naprawdę wdrożyliśmy ten ambitny projekt ręka w rękę” – potwierdza Michael Klaus. „W firmie Baumann ta filozofia firmy SCHUNK bardzo nam odpowiada. Firma SCHUNK nie szczędziła czasu ani wysiłku, aby pomóc nam znaleźć naprawdę najlepsze rozwiązanie. Efekt jest wyjątkowy, a nasz klient jest zachwycony. Ogólnie rzecz biorąc, jest to idealne połączenie!”