Byť štíhlym vás robí dynamickým
Zdvižno-otočné moduly od Dr. Tretter
Philipp Hafner GmbH & Co. KG z Fellbachu pri Stuttgarte v Švábsku je jedným z popredných výrobcov zákaznícky špecifickej výrobnej meracej technológie. V prípade plne automatického stroja v modulárnom prevedení, ktorý preberá okrem iného úlohy merania, montáže a označovania, boli použité nové zdvižno-otočné moduly od Dr. TRETTER na použitie. Vykonávajú lineárne a rotačné ako aj polohovacie pohyby v jednej kompaktnej jednotke. Pretože s ním môžu dizajnéri stavať mimoriadne štíhle, stroj pracuje veľmi dynamicky. Používatelia dosahujú rýchle cykly a vysokú energetickú účinnosť.
„Požiadavky na meraciu technológiu sa za posledných pár rokov výrazne zvýšili,“ zhŕňa Ulla Böhringer, riadiaca partnerka spoločnosti Philipp Hafner GmbH & Co. KG. „Najmä v automobilovom priemysle sú tolerancie súčastí čoraz prísnejšie, zatiaľ čo sa súčasne zvyšuje rozmanitosť obrobkov.“ Philipp Hafner je jedným z popredných špecialistov na náročnú technológiu výroby výroby špecifickú pre zákazníka. Rodinná spoločnosť sa môže ohliadnuť za 90 rokmi úspešnej histórie spoločnosti. Kľúčová kompetencia Švábov spočíva v hmatovom meraní obrobkov s malými toleranciami: Stroje presne zaznamenávajú geometriu trojrozmerných častí.
To je potrebné okrem iného pre riadené výrobné procesy. Zvláštnosťou je, že tieto systémy nie sú umiestnené v klimatizovaných meracích miestnostiach u zákazníka, ale sú integrované priamo do výrobných liniek. To znamená, že musia svoju prácu vykonávať spoľahlivo aj pri kolísaní teploty alebo znečistenom povrchu, pretože aj najmenšie odchýlky od prípustných hodnôt môžu významne narušiť procesy alebo viesť k poškodeniu. Väčšina používateľov pochádza z automobilového priemyslu. Súčasti, ktoré sa majú merať, sa nachádzajú v kritických oblastiach, ako je riadenie, nápravy, motor, celé hnacie ústrojenstvo až po ráfiky kolies.
Philipp Hafner zamestnáva v závode vo Fellbachu okolo 120 ľudí. Vyvíjajú stroje, montujú ich a uvádzajú do prevádzky - vždy v úzkej spolupráci s používateľmi. „Pri plne automatizovaných systémoch môže byť dodacia lehota šesť až dvanásť mesiacov,“ vysvetľuje Ulla Böhringer. Spravidla ide o individuálne riešenia, zriedkavejšie aj o malé série. Väčšina smeruje k používateľom v Nemecku, až 30 percent v zahraničí - so stúpajúcim trendom. Pretože internacionalizácia hrá pre spoločnosť čoraz dôležitejšiu úlohu.
Vyžadujú sa rýchle pracovné procesy
"Čo nás odlišuje?" Ulla Böhringerová nemusí premýšľať dvakrát. „Máme veľmi vysokú úroveň poradenských schopností a dokážeme vyvinúť systémy, ktoré presne vyhovujú želaniam a požiadavkám našich zákazníkov.“ Patrí sem aj nová koncepcia plne automatického systému - najmä pre piesty spaľovacích motorov. Môže nielen merať, ale aj zostavovať piestne krúžky, skrutky a poistné krúžky, rovnako ako aj vážiť piesty, označiť ich atramentom alebo laserom a potom ich skontrolovať pomocou kamerovej technológie.
„Pretože sa nejedná o klasický špeciálny stroj na výrobnú metrológiu, dosiahli sme týmto systémom inovatívny nový vývoj,“ vysvetľuje Tim Eißele, projektový manažér pre stavby spoločnosti Philipp Hafner. Vývoj spočíva v dopravnom systéme s nosičmi obrobkov dlhými až 100 metrov. To prepája jednotlivé stanice, ktoré si užívateľ môže prispôsobiť podľa svojich požiadaviek a v prípade potreby ich kedykoľvek rozšíriť. Vedúci projektu vezme nosič obrobku, položí ho na dopravný pás a položí na neho komponent - piest pre výrobcu automobilov. „Zákazník očakáva vysokú kvalitu spracovania za extrémne krátky čas,“ hovorí a spúšťa jednu zo staníc.
Nosič obrobkov je dopravným systémom vtiahnutý do stanice dopravnou jednotkou a je tam ukotvený. Nádoba sa cez ňu pohybuje zdola a zdvíha piest nahor, kým nedosiahne montážnu polohu pre príslušný piestny krúžok. „Systém nielenže zdvihne obrobok do príslušnej výšky," vysvetľuje Eißele, „podľa toho, o ktorú stanicu ide, musí byť tiež umiestnený v určitej uhlovej polohe alebo otočený o 360 stupňov."
Kľúčové slovo sa zmenšuje
„Bez ohľadu na to, či príslušná stanica montuje, meria alebo vykonáva ďalšie kroky, pohyby musia byť rýchle a dynamické, aby boli schopné splniť požadované rýchlosti cyklu,“ vysvetľuje Eißele. Pri výskume vhodných komponentov, ktoré môžu tieto pohyby vykonávať, narazil dizajnérsky tím na nové výťahové a otočné moduly od svojho dodávateľského partnera Dr. TRETTER z Rechberghausenu, vzdialeného asi 40 kilometrov. Zvláštnosť kompaktných prvkov: Vreteno a krútiaci moment tvoria jeden celok. To vám umožňuje implementovať samostatné aj kombinované pohybové sekvencie, ako sú polohovanie, lineárne a rotačné pohyby.
„Pre preklad a rotáciu konvenčné riešenia zvyčajne vyžadujú najmenej dva prvky,“ hovorí Holger Schmidt, technický predaj spoločnosti Dr. TRETTER, ktorý dohliada na Philipp Hafner v súvislosti s týmto projektom. Napríklad lineárne vedenie vykonáva vertikálny pohyb, os vretena horizontálny pohyb a rotáciu zvláda rotačné ložisko. „Okrem toho by počet komponentov zabral s konvenčným systémom oveľa viac miesta a disky by museli byť zodpovedajúcim spôsobom navrhnuté, aby boli schopné rýchlo premiestniť hmotu,“ hovorí Eißele málo miesta a disky môžu byť dimenzované podstatne menšie vďaka ich nižšej hmotnosti. To umožňuje konštruktérom implementovať veľmi dynamické aplikácie, najmä v automatizačnej technike, a zároveň dosiahnuť presne umiestnené sekvencie pohybu.
Zdvižno-otočný modul pre dynamické procesy
„S modulmi zdvíhania a otáčania sme rozšírili našu ponuku torzných guľkových puzdier a hriadeľov,“ vysvetľuje Holger Schmidt. „Tieto jednotky prenášajú krútiace momenty pri ich prekladaní a môžu ich podporovať.“ Výrobca, dovozca a technologický partner kombinuje pohon guľovou skrutkou s priechodkou pre krútiaci moment. Rovnako ako u pohonu s guľovou skrutkou je špirálová drážka zabrúsená na plnom hriadeli plus štyri pozdĺžne drážky, ako u krútiaceho momentu.
Na tomto hriadeli sú umiestnené dve otočne namontované prírubové matice. Jedna matica preberá funkciu hnacej matice s guľovou skrutkou, druhá funkciu krútiaceho momentu. Oba sú poháňané servomotorom pomocou ozubeného remeňa. Ak je poháňaná iba matica vretena, dôjde k čistému zdvihu hriadeľa a piest sa zdvihne. Ak sú obidve matice poháňané synchrónne, výsledkom je čistý rotačný pohyb vretena.
Vysoká miera cyklov a mimoriadne priaznivá pre služby
Na realizáciu rôznych pohybových profilov je pre zdvižno-otočné moduly potrebný iba jeden hriadeľ. Ak je toto vyhotovené ako dutý hriadeľ, je možné cez napájací kábel jednoducho prejsť. „Pomocou zdvižno-otočných modulov sme pre tento systém vytvorili štandardizovanú možnosť podávania komponentov z nosiča obrobkov do jednotlivých spracovateľských buniek,“ hovorí Eißele. To významne prispieva k dosiahnutiu požadovanej vysokej frekvencie hodín.
Ďalšiu veľmi veľkú výhodu vidí projektový manažér v lepšej prístupnosti pre údržbové práce. Pretože v porovnaní s konvenčnými riešeniami je modul zdvíhania a otáčania štíhlejší a ľahší. Nie je potrebná zložitá mechanika. To tiež zvyšuje bezpečnosť. „Máme iba jedno vreteno, ktoré ide hore a dole a otáča sa - úplne hmotnostne nekritické,“ zdôrazňuje Eißele. „Ak by stavba mala vážiť niekoľko kilogramov, musela by sa podľa toho zabezpečiť.“
Viac ako doručené
Aby bolo možné vyvinúť také ekonomické a na budúcnosť orientované riešenia, Philipp Hafner potrebuje dodávateľov ako Dr. KIDTER veľmi dôležitý. „Získavame nielen rozhodujúce impulzy, ale môžeme aj efektívnejšie navrhovať,“ hovorí Ulla Böhringer. Od dodávateľov sa očakáva rýchlosť a spoľahlivosť. Na tento účel potrebuje strojárska spoločnosť partnerov, na ktorých sa môže spoľahnúť. Na Dr. Špecialista používa TRETTER už viac ako dve desaťročia. Oceňuje vysokú kvalitu výrobkov.
Ďalšou výhodou je fyzická blízkosť: Dr. TRETTER má na sklade množstvo komponentov zo svojho rozsiahleho portfólia. Ak výrobca stroja rýchlo potrebuje náhradný diel, bude rýchlo na mieste. Toto umožňuje spoločnosti Philipp Hafner veľmi presne dodržať dodacie termíny zákazníkom. Navyše: Pretože sú moduly zdvíhania a otáčania obzvlášť hospodárne, šetria sa náklady. To vedie k zníženiu ceny v porovnaní s konvenčným riešením. Používatelia šetria miesto a vďaka tenkému dizajnu šetria energiu - konkurenčné výhody, ktoré sú obzvlášť dôležité v automobilovom priemysle.