Transportsystem mit zwölf Shuttles für die Kolbenmontage
Produktvarianten verdoppelt, Rüstzeiten halbiert
Der Sondermaschinenbauer Harrandt setzt in seinen Mess-, Prüf- und Montagelinien das Transportsystem SuperTrak von B&R ein. So ließen sich die produzierbaren Produktvarianten verdoppeln und gleichzeitig die Rüstzeiten halbieren. Das Transportsystem basiert auf der Langstator-Linearmotor-Technik. Seinen Kern bildet ein Schienensystem, auf das mit Werkstückträgern bestückte Shuttles gesetzt werden. Via Software lässt sich für jedes Shuttle eine beliebige Richtung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position individuell festlegen.
Bild: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbHSamy Alain Song, Leiter der Innovations- und Elektronikabteilung bei der Firma Feinwerktechnik Otto Harrandt beschreibt eine der zentralen Herausforderungen bei der Montage von Kolben folgendermaßen: "Motorkolben sind nur auf den ersten Blick absolut rund und unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen.
Bild: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbH
Traditionell werden die Kolben in der Montageanlage mittels verketteter Werkstück-Transportsysteme von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation transferiert. "Diese Systeme sind für hohe Stückzahlen eine kosteneffiziente Lösung und arbeiten sehr zuverlässig und stabil", sagt Song. "Eine relativ hohe Zahl an benötigten Wechselteilen für bis zu 30 Kolbenvarianten und eine Umrüstzeit von im Mittel etwa 1,5h fallen bei großen Chargen in der Gesamtkostenbetrachtung kaum ins Gewicht. Bei heute aber auch üblichen Produktionslosen von wenigen tausend Stück sieht das anders aus. Diese Anwender benötigen flexiblere Produktionsmöglichkeiten mit wenigen Wechselteilen und kurzen Umrüstzeiten." Der Kolbenmarkt ist durch den Übergang zur E-Mobility auch von dieser Entwicklung hin zu kleineren Losen betroffen.
Bild: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbHNeues Transportsystem für mehr Flexibilität
Harrandt hat daher für diese Anwender ein neues Anlagenkonzept entwickelt und jetzt die erste darauf aufbauende Montagelinie für Zweitakterkolben vorgestellt. Sie erlaubt das Messen, Prüfen und Montieren von 65 verschiedenen Kolbenvarianten bei Umrüstzeiten von 20 bis 30min. Zudem konnte die erforderliche Anlagenstandfläche stark reduziert werden. Die Grundlage für diesen mehrdimensionalen Fortschritt ist das auf der Langstator-Linearmotor-Technik basierende Transportsystem SuperTrak von B&R. Den Kern bildet ein Schienensystem, auf das mit Werkstückträgern bestückte Shuttles gesetzt werden. Via Software lässt sich für jedes dieser Shuttles eine beliebige Richtung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position individuell festlegen.
Die Montagelinie von Harrandt gruppiert sich um ein Schienenoval, bei dem die geraden Teilstücke aus jeweils zwei 1m langen Segmenten bestehen. Entlang dieser Geraden haben die Harrandt-Ingenieure insgesamt zehn Stationen verteilt. Auf dem geraden, 2m langen Teilstück, das auf der Frontseite der Anlage liegt, befinden sich sieben reine Mess- und Montagestationen. Auf dem gegenüberliegenden gleich langen Teilstück des Schienenovals haben die Ingenieure eine Beladestation und eine Entladestation sowie dazwischen eine Kalibrierstation für die vorgesehenen zwölf bis maximal 16 Shuttles platziert. Dabei ist es Harrandt, wie der Entwicklungsleiter stolz berichtet, mit der Einführung des neuen Transportsystems gelungen, die Standfläche gegenüber den Vorgängeranlagen mit gleicher Ausbringungsmenge und Stationszahl zu halbieren.
Lückenlose Überwachung der Shuttles
"Wir konnten die Mess- und Montagestationen von unseren Anlagen fast unverändert für die neue Anlagengeneration übernehmen. Das bedeutet zum einen für unsere Kunden gewohnt präzise und stabile Prozesse sowie Taktzeiten von 7s. Zum anderen konnten wir uns vornehmlich auf die neuen Möglichkeiten konzentrieren, die uns SuperTrak bietet", ergänzt Song. Daher hat Harrandt auch die Steuerung für die Prozesse beibehalten und ihr eine B&R-Steuerung für das Ansteuern des SuperTrak-Transportsystems zur Seite gestellt. Mit der Erstellung der zugehörigen Software hat Harrandt Provitec, einen B&R Qualified Partner, beauftragt. Das Unternehmen steht dem Sondermaschinenbauer auch weiterhin beim Transfer und Aufbau des Software-Knowhows für Anschlussprojekte zur Seite.
Die Steuerungslösung bietet die hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit, die Harrandt für eine lückenlose Überwachung der zwölf (optional 16) Shuttles der Anlage und die Gewährleistung der Rückverfolgbarkeit benötigt. Darüber hinaus ermöglicht sie es, die Shuttles mit einer Stopp-Wiederholgenauigkeit von ±0,01mm softwaredefiniert an eine beliebige Position zu fahren, sodass z.B. unterschiedlich große Zylinder so ausgerichtet werden können, dass die Mantellinie immer auf der gleichen Stelle zu liegen kommt.
Harrandt hat diese Flexibilität bei der Positionierung genutzt, um einen universellen Werkstückträger für zylindrische oder quaderförmige Werkstücke zu entwickeln, der viele verschiedene Kolbengrößen aufnehmen kann. Alleine das hat bereits zur Verminderung der Anzahl der Wechselteile sowie der Rüstzeiten geführt. SuperTrak erlaubt zudem höhere Transportgeschwindigkeiten und es können Stationen aufgeteilt bzw. zwei identische Stationen genutzt werden, wenn der darauf ausgeführte Prozess zu taktzeitintensiv wäre. Das ist möglich, da Shuttles nicht benötigte Stationen einfach ohne Stopp durchfahren können.
Bild: Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbHNeues Transportsystem für mehr Flexibilität
Harrandt hat daher für diese Anwender ein neues Anlagenkonzept entwickelt und jetzt die erste darauf aufbauende Montagelinie für Zweitakterkolben vorgestellt. Sie erlaubt das Messen, Prüfen und Montieren von 65 verschiedenen Kolbenvarianten bei Umrüstzeiten von 20 bis 30min. Zudem konnte die erforderliche Anlagenstandfläche stark reduziert werden. Die Grundlage für diesen mehrdimensionalen Fortschritt ist das auf der Langstator-Linearmotor-Technik basierende Transportsystem SuperTrak von B&R. Den Kern bildet ein Schienensystem, auf das mit Werkstückträgern bestückte Shuttles gesetzt werden. Via Software lässt sich für jedes dieser Shuttles eine beliebige Richtung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position individuell festlegen.
Die Montagelinie von Harrandt gruppiert sich um ein Schienenoval, bei dem die geraden Teilstücke aus jeweils zwei 1m langen Segmenten bestehen. Entlang dieser Geraden haben die Harrandt-Ingenieure insgesamt zehn Stationen verteilt. Auf dem geraden, 2m langen Teilstück, das auf der Frontseite der Anlage liegt, befinden sich sieben reine Mess- und Montagestationen. Auf dem gegenüberliegenden gleich langen Teilstück des Schienenovals haben die Ingenieure eine Beladestation und eine Entladestation sowie dazwischen eine Kalibrierstation für die vorgesehenen zwölf bis maximal 16 Shuttles platziert. Dabei ist es Harrandt, wie der Entwicklungsleiter stolz berichtet, mit der Einführung des neuen Transportsystems gelungen, die Standfläche gegenüber den Vorgängeranlagen mit gleicher Ausbringungsmenge und Stationszahl zu halbieren.
B&R Industrie-Elektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 4 (Mai) 2023 - 03.05.23.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
