High-Speed-Prüfung von Einspritzventilen

AUFGABE

Automatisierung einer neuartigen Prüfanlage

Drei Sekunden: Das ist die Taktzeit für die Rundum-Prüfung von Hochdruck-Einspritzventilen für Kfz-Motoren. Der Sondermaschinenbauer stoba in Memmingen hat diese Prüfanlage auf der Basis seiner „Inspector One“-Baureihe realisiert. Zwei hochdynamische Stäubli SCARA-Roboter vom Typ TS2-80 übernehmen die Handhabung der Ventile.

360°-Sichtprüfung von Hochdruck-Einspritzventilen, voll automatisiert, mit sehr hoher Geschwindigkeit und höchster Zuverlässigkeit: Das war, ganz kurzgefasst, das Anforderungsprofil eines Automobilzulieferers für eine Anlage, die der stoba-Geschäftsbereich Sondermaschinenbau projektiert und gebaut hat.

Die Automatisierungs-Experten in Memmingen lösten diese Aufgabe auf eine ungewöhnliche Weise – mit dem „XPlanar“-System von Beckhoff. Es besteht aus Kacheln mit Permanentmagnetmotor, die passive „Mover“-Einheiten in Bewegung setzen. Diese Mover bewegen die Werkstückträger mit Ventilen berührungslos, über eine ebene Fläche, zu einem der drei Kamera-Prüfplätze.

Dieses einzigartige Antriebskonzept hat mehrere Vorteile. Es ist abrieb- und verschleißfrei, was bei einer Zielgröße von rund sechs Millionen Prüfzyklen pro Jahr ein wichtiger Faktor ist. Es bietet ein hohes Maß an Flexibilität, weil es auf feste Förderstrecken verzichtet und weil die Programmierung viele Optionen bietet. Und das XPlanar-System erlaubt die 360°-Drehung der zu prüfenden Teile und damit eine allseitige Inspektion der rotationssymmetrischen Ventile innerhalb kürzester Zeit ohne Bewegung der Kameras.

Nachdem diese grundsätzliche Entscheidung getroffen war, stellte sich die Frage: Wie werden die Prüflinge auf die Werkstückträger aufgesetzt und wieder entnommen?

LÖSUNG

Entnahme und Zuführung der Prüflinge mit zwei SCARA-Robotern

Die Flexibilität der „Inspector One“-Plattform – so nennt stoba dieses Konzept – erlaubt verschiedene Möglichkeiten der Bauteilzuführung und -entnahme. Hier entschieden sich die Konstrukteure für zwei „arbeitsteilige“ Roboter: einer für die Bestückung der Werkstückträger, der andere für die Entnahme der Ventile nach der Prüfung. Im Drei-Sekunden-Takt entnimmt ein Stäubli SCARA-Roboter vom Typ TS2-80 ein Ventil aus einem Tray und platziert es lageorientiert in einem Werkstückträger. Parallel dazu entfernt ein benachbarter identischer Roboter die bereits geprüften Ventile aus der Anlage.

Die beiden schnellen SCARA-Roboter sind bestens in den Materialfluss und auch – über die Stäubli uniVAL plc-Schnittstelle – in das Steuerungskonzept integriert. Eben das war ein zentraler Grund für die Wahl pro Stäubli. Das XPlanar-System, die Roboter und die NC-Achsen werden über ein gemeinsames Handbediengerät programmiert, und die Visualisierung zeigt dem Bediener auch die aktuelle Position und den Betriebszustand der beiden

KUNDENNUTZEN

Hocheffizienter Prüfprozess mit zuverlässigen Robotern

Inzwischen bewährt sich die visuelle Prüfanlage für die Einspritzventile bereits in der Praxis. Die Prüfung erfolgt sehr schnell und einer minimalen Anzahl von bewegten und damit verschleißanfälligen Automatisierungskomponenten, und der Prüfprozess ist dank der beiden Stäubli Roboter optimal in den gesamten Produktionsablauf eingebunden, mit einer Taktzeit von drei Sekunden.