Was Rollen hat, muss nicht getragen werden. Das heißt natürlich nicht, dass die typischen Bürostühle den ganzen Weg zum Kunden geschoben werden. Vom LKW über den Parkplatz bis zum Schreibtisch im Büro lassen sich die Stuhlrollen aber durchaus für den Transport nutzen. Damit sie ohne Kratzer ankommen, müssen allerdings die Rollen geschützt werden. Kappen aus Kunststoff sind hierfür eine gute Lösung. Nach dem Transport lassen sie sich einfach abnehmen und recyclen. Doch wie kommen die Schutzkappen auf die Stuhlrollen?
Bis zu 36.000 Schutzkappen am Tag
Eine Stuhlrolle besteht quasi aus zwei einzelnen Rädern, auf die jeweils eine Kappe gepresst wird. Das geht vollautomatisch und mit beachtlicher Geschwindigkeit. Gross+Froelich in Weil der Stadt setzt dazu eine Maschine von Aramis Maschinenbau ein, die nach der Neukonstruktion mit Servotechnik jetzt mit Taktzeiten von 2,4 Sekunden arbeitet . Das heißt, je nach Rollenmodell werden im 24-Stundenbetrieb bis zu 36.000 ringförmige Schutzkappen vollautomatisch auf die Räder aufgebracht, die dann im weiteren Montageablauf zur kompletten Rolle verbunden werden. Das sind gut 10.000 Schutzkappen mehr als die Maschine vor der Neukonstruktion schaffte.
Elektrik statt Pneumatik
Um die kürzeren Taktzeiten zu realisieren, genügten im Prinzip zwei Maßnahmen: Die Kapazität des Rundtakttisches wurde von vier auf acht Aufnahmen für die Kunststoffkappen erweitert. Außerdem wurden drei der in der Maschine verbauten Pneumatikantriebe durch hochdynamische elektrische Servoantriebe ersetzt. Pneumatisch hätten sich die höheren Geschwindigkeiten kaum realisieren lassen, die mechanische Beanspruchung wäre unverhältnismäßig groß geworden. Zudem wirkt sich der jetzt deutlich niedrigere Druckluftverbrauch günstig auf die Betriebskosten aus.
Bei den elektrischen Antrieben fiel die Wahl auf die Sigma-7-Serie von Yaskawa. Diese haben sich bereits in vielen ähnlichen Anwendungen bewährt und überzeugten auch hier den Maschinenbauer Aramis. Schließlich steht die Sigma-7-Serie für Eigenschaften wie schnelle Inbetriebnahme, hohe Produktionsleistung und maximale Betriebssicherheit. Außerdem überzeugen die reaktionsschnellen AC-Servomotoren mit äußerst kompakten Abmessungen sowie sehr ruhigem Lauf. Sie bieten eine hohe Auflösung (integrierter 24-bit-Absolut-Encoder) und hohe Dynamik. Funktionen wie Vibrationsunterdrückung, Ausblendung von Maschinenresonanzfrequenzen und Tuning-less-Funktion für die einfache Inbetriebnahme sind in den kompakten Servoerstärkern integriert.
Drei Servoachsen in der Maschine
Bei der Umrüstung der Schutzkappenmontage-Maschine arbeiteten der Maschinenbauer, sein Partner für die Elektrokonstruktion, die Firma Roggenstein Elektronik, und Automatisierungsspezialisten von Yaskawa zusammen. Insgesamt sind jetzt drei Servoachsen als 200V-Ausführung mit jeweils 400W-Leistung in der Maschine im Einsatz: Ein Antrieb ist für die Horizontalbewegung der Zuführung zuständig. Eine pneumatische Lineareinheit mit Greifer übergibt die Kunststoffkappe von der Vereinzelung in das Nest des Rundschalttisches. Ein Elektrozylinder, der von einem zweiten Servoantrieb angetrieben wird, verpresst die Kappe mit der Stuhlrolle. Ein Druckkraftsensor erkennt den Kraftsprung beim Einrasten. Zusammen mit dem absoluten Wegmesssystem am Servomotor wird erkannt, ob der Pressvorgang erfolgreich ist. Der dritte Servoantrieb übernimmt die Horizontalbewegung beim Ablegen der Fertigteile auf der Rutsch. Über sie gelangen die nun geschützten Räder in eine Gitterbox und können zur weiteren Montage transportiert werden.