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Fest angesaugt

Die Effizienz bei der Handhabung von Blechen steigern

| Autor/ Redakteur: Katrin Günther / Rüdiger Kroh

Optimierter Energiebedarf, höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und Variantenvielfalt: Die Anforderungen an die Handhabung steigen. Vakuum-Sauggreifer ermöglichen durch die Saugergeometrie eine dynamische Handhabung von Blechen. Energieüberwachung und vorausschauende Wartung steigern zudem die Prozesseffizienz.

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Die Sauggreifer der Baureihe SAXM bieten eine optimierte Halte- und Querkraftaufnahme.
Die Sauggreifer der Baureihe SAXM bieten eine optimierte Halte- und Querkraftaufnahme.
(Bild: Schmalz)

Bei automatisierten Handhabungsaufgaben sind die Prozessanforderungen in den vergangenen Jahren in allen Bereichen deutlich gestiegen. Ein gutes Beispiel ist die Automobilindustrie: Sicherheit, Schnelligkeit und Effizienz sind erforderlich, damit Produktionsprozesse reibungslos ablaufen. Die Anforderung an einen optimierten Energiebedarf in der Produktion steigt. „Sowohl das Produkt als auch der Prozess an sich müssen dazu beitragen, die Produktionseffizienz zu steigern“, sagt Walter Dunkmann, Leiter Geschäftsentwicklung Vakuum-Komponenten bei der J. Schmalz GmbH.

Greifertechnik folgt der Pressengeschwindigkeit

Auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit in den Pressenanlagen hat deutlich zugenommen. Die Leistungsfähigkeit von Servopressen, bei denen Bauteile mittels Vakuum gehandhabt werden, liegt – abhängig von Pressentyp und Komplexität des Bauteils – aktuell bei bis zu 20 Hüben pro Minute, Tendenz steigend. Erforderlich ist deswegen auch eine bessere Performance von Sauggreifern.

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Ein Beispiel für Produkteffizienz ist die speziell für die Prozessanforderungen in der Automobilindustrie entwickelte Vakuum-Sauggreifer-Baureihe SAXM. Sie verfügt über einen großen Hub, der eine optimale Anpassung an komplex konturierte Werkstücke ermöglicht. Darüber hinaus bietet die Saugergeometrie sämtliche Vorteile, die eine hochdynamische Handhabung von Blechen ermöglicht: minimale Ansaugzeiten, hohe Eigenstabilität im angesaugten Zustand und Aufnahme hoher Halte- und Querkräfte, speziell auf geölten Oberflächen.

Werden Türen, Kotflügel, Front- oder Heckschürzen aus der Presse entnommen, ist aufgrund von Störkanten oder Aussparungen nur eine begrenzte Platzierung der Sauggreifer auf dem Werkstück möglich. Im Vergleich zu gängigen Flachsauggreifern hat der SAXM einen zweifach höheren Hub und passt sich dadurch deutlich besser an dreidimensionale Werkstückkonturen an. Zusätzlich lässt er sich – bedingt durch die sehr hohe Querkraftaufnahme bei vergleichsweise geringem Saugerdurchmesser – bei begrenzter Auflagefläche flexibler auf dem konturierten Blech positionieren als herkömmliche Metallsauggreifer mit größerem Durchmesser.

Unter konzentriertem Ozoneinfluss, zum Beispiel beim Schweißen im Karosseriebau, können Sauggreifer mit der Zeit spröde werden. Kommen sie mit aggressiven Ziehölen in Kontakt, wie sie beim Umformprozess in Pressen eingesetzt werden, können sie aufquellen. Beides kann zur Leckage im Vakuumsystem und damit zu steigenden Energiekosten führen, schlimmstenfalls sogar zu Systemausfall und Anlagenstillstand.

Saugelemente sind an die Umgebung angepasst

Die Sauggreifer sind aus dem Werkstoff Elastodur gefertigt, der weder durch Ozon noch durch Ziehöle negativ beeinflusst wird. Weitere Vorteile ergeben sich aus der werkstoffbedingten langen Lebensdauer. Durch den geringen Verschleiß erhöht sich nicht nur die Anlagenverfügbarkeit, der Anwender profitiert auch von geringeren Beschaffungskosten und Kosteneinsparungen. Die höhere Lebensdauer bedingt weniger Stillstandszeiten, in denen alte Sauggreifer demontiert und neue montiert werden müssen. Die Sauggreifer sind vollständig recycelbar und darüber hinaus als Modulsauggreifer konzipiert. Das heißt, im Bedarfsfall lassen sich einzelne Sauggreiferbestandteile wie Elastomerteil, Reib- und Anbindungselemente schnell austauschen, mit geringen Kosten wiederbeschaffen und 100 % sortenrein dem Recycling zuführen.

Zustandsüberwachung sichert den Prozess

„Neben einer optimierten Produkteffizienz steigen auch die Anforderungen, die Prozesse selbst wirkungsvoller zu gestalten, ungewollte Ausfallzeiten zu vermeiden und Wartungszeiten zur Instandhaltung zu reduzieren“, so Walter Dunkmann. Ein hohes Maß an Prozesseffizienz werde durch eine Zustandsüberwachung (Condition Monitoring), Energieüberwachung (Energy Monitoring) und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) realisiert.

Für mehr Prozesstransparenz stattet Schmalz schrittweise alle Kompaktejektoren mit Funktionen zur Energie- und Prozesskontrolle aus. Dazu gehört auch die Baureihe SXPi/SXMPi: Mit diesen Vakuumerzeugern lässt sich der Energieverbrauch minimieren und gleichzeitig die Anlagenverfügbarkeit erhöhen.

Um die Energieeffizienz in automatisierten Handhabungsprozessen gezielt zu verbessern, ist es erforderlich, den effektiven Druckluftverbrauch sowie den Energiebedarf für den Greif- und Handhabungsprozess einzelner Vakuumsysteme innerhalb einer Anlage oder einer Greifereinheit ermitteln und auswerten zu können. Die Ejektormodelle SXPi-PC und SXMPi-PC wurden mit der sogenannten Energie- und Prozesskontrolle ausgerüstet. Diese basiert auf drei Funktionsmodulen.

Für maximale Prozesstransparenz und Energieverbrauchskontrolle sorgen die Diagnosefunktionen von Energy Monitoring und Condition Monitoring, für eine gesteigerte Leistung und Qualität der Greifsysteme das Predictive Maintenance. Dazu überwachen die Funktionsmodule alle energie- und performancerelevanten Prozessparameter.

Die Energieverteilung in der Anlage lässt sich analysieren

Über die IO-Link-Schnittstelle der Ejektoren kann der Anwender die Daten jedes Gerätes zentral an der Hauptsteuerung seiner Anlage auslesen. Zudem führt diese Kommunikationsschnittstelle dazu, dass die Komponente von der Steuerung parametriert wird und nicht wie bisher die Komponenten einer Anlage einzeln für den Prozess eingestellt werden müssen. Die Komponenten können per Plug and Play getauscht und eingesetzt werden und sind optimal für die jeweilige Aufgabe parametriert.

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