15.05.2018

Automatisierte Magnetbestückung

Per Roboter zum Motor

Stöber fertigt seine geberlosen Motoren als effiziente Antriebslösung mit einer vollautomatisierten Roboterbestückungsanlage. Die komplette Automation dieses Systems basiert auf Technik aus dem eigenen Haus inklusive Entwicklungsumgebung.


Die Ronden des neuen LeanMotors fertigt Stöber mit einer vollautomatisierten Roboterbestückungsanlage.
Bild: Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG

Mit dem LeanMotor hat Stöber eine energieffiziente Lösung auf den Markt gebracht: Der geberlose Antrieb ist bei gleicher Leistung leichter und kleiner als ein Asynchron- und günstiger und robuster als ein Servoantrieb. Drehzahl und Drehmoment lassen sich stufenlos vom Stillstand bis zur Maximaldrehzahl bei voller Momentkontrolle regeln. Mit einem Wirkungsgrad bis 96 Prozent entspricht der LeanMotor der Effizienzstufe IE5. Dazu hat der Hersteller den Antrieb mit den Reglern SC6 und SI6 kombiniert. Die Drehzahlabweichung liegt bei unter 1 Prozent, die Positioniergenauigkeit bei ±1°.

Vollautomatische Bestückung

"Für die Fertigung der Ronden des LeanMotors haben wir eine vollautomatisierte Bestückungsanlage entwickelt", erklärt Heiko Berner, Produktmanager PLC. Sie umfasst drei Scara-Roboter sowie einen Rundtakttisch mit fünf Stationen für die einzelnen Bearbeitungsschritte. Um die insgesamt 16 Achsen sicher zu handhaben, setzt Stöber die eigenen doppelachsigen Anreihantriebsregler SI6 ein. Sie benötigen im Schaltschrank inklusive Versorgungsmodul PS6 nur eine Breite von 40,5cm. An allen Stellen, an denen hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit gefordert sind, kommen spielarme Planeten- oder Kegelradgetriebe zum Einsatz. Das gilt vor allem bei den Achsen in den Robotern und im Rundtakttisch. Angesteuert werden sie zentral über den Motion Controller MC6. Er eignet sich für die taktsynchrone Ansteuerung über Ethercat und fungiert dabei auch als Mensch/Maschine-Schnittstelle. Alle Berechnungen für die Bahnplanung und Interpolation der drei Roboter erfolgen ebenfalls zentral. "Wir haben die Schnittstelle für den Applikationsprogrammierer so einfach wie möglich gehalten", so Berner weiter. "Der Programmierer kann die Roboter direkt über Punkt zu Punkt positionieren und - wenn notwendig - geteachte Positionen im Programmablauf benutzen."

Einfache Bedienung

Die im System integrierte Visualisierung lässt sich für den Anwender direkt an der Maschine zur Bedienung und Information nutzen. Eine Sprachumschaltung ist ebenso enthalten wie eine Benutzerverwaltung. Letztere sorgt dafür, dass der Mitarbeiter die Maschine benutzerkonform handhaben kann, mit auf ihn angepassten Einstellungen und Eingriffsmöglichkeiten am integrierten Touch-Panel. Die Entwicklungsumgebung AutomationControlSuite AS6 umfasst alle in Codesys V3 enthaltenen Funktionen für Motion Control und für SPSen. Für die Programmerstellung stehen leistungsfähige Drive&Motion-Bibliotheken zur Verfügung, über die sich die Anwendung mit deutlich reduziertem Programmieraufwand unterstützen lässt. In zahlreichen Applikationsbeispielen der für 30 Tage kostenfreien Testversion der AS6 kann neben der Umsetzung einer Formatverwaltung auch nachvollzogen werden, wie Bedienmenüs aufgebaut sind oder ein umfangreiches Alarmmanagement strukturiert ist. Die Formatverwaltung wird in dieser Anlage für eine schnelle Umstellung des Rondenformats genutzt. Die zu tauschenden formatabhängigen Teile der Maschine lassen sich dabei auf der Steuerung visualisieren. Der Wechsel muss entsprechend quittiert werden. Denkbar sind an dieser Stelle das Abspielen eines Videos oder die Anzeige einer PDF-Dokumentation auf dem Motion Controller, wenn es sich um größere Umbauten handeln sollte.

Einsatz in der Praxis

Die Maschine besteht aus vier Stationen. An der ersten setzt ein Vierachsscara die Ronde auf eine Aufnahme. Der Roboter entnimmt sie auch anschließend im fertigen Zustand vom Rundtakttisch. Be- und Entladen wird die Maschine über zwei Pufferstrecken, die auf Förderbändern basieren. An der nächsten Station platziert ein zweiter Roboter die richtige Anzahl an zusätzlichen Ronden und positioniert diese in Station drei für den nächsten Bearbeitungsschritt. Der dritte Scara-Roboter bringt in Station vier eine flüssige Masse auf. Wichtig ist hierbei: Die Menge des Werkstoffs und die lineare Bahn müssen harmonieren. Nur so ist ein einwandfreies Ergebnis auch bei verschiedenen Rondengrößen sichergestellt. Dazu führt die Anlage eine automatisierte Messung durch und korrigiert die Bahn entsprechend. In diesem Prozess wird explizit eine lineare Bahn gefahren, während an anderen Stellen in der Maschine die Bahnplanung selbstständig die schnellste Verbindung zwischen zwei Punkten im Raum berechnet.

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