Die Produktivität eines Presswerks in der Serienfertigung von Automobilteilen hängt längst nicht mehr allein von der Leistungsfähigkeit der Pressen selbst ab, sondern vor allem von der kontinuierlichen Zuführung der Rohplatinen bzw. Entnahme der Fertigteile.

Ob Pressen mit (Roboter-)Verkettung oder Transfersaugerpressen, in jedem Fall bestimmt nicht die maximal mögliche Hubzahl der Presse den Arbeitstakt, sondern die in der Praxis tatsächlich erreichbare Geschwindigkeit bei der Teilebeschickung-/ -entnahme ist maßgeblich dafür, wie viele Takte pro Minute gefahren werden können. Dies wiederum wird nicht nur von den Verfahr-, Positionier- sowie Transportgeschwindigkeiten bestimmt, sondern im Besonderen auch vom schnellen und sicheren Griff und Halt des Werkstücks eben durch das Greifersystem. Doch den schnellen und sicheren Griff gilt es auch genauso schnell wieder zu lösen, nämlich beim Ablegen des Teils in die Presse oder in eine vorgegebene Entsorgungsposition.

Die Faktoren Geschwindigkeit, reproduzierbare Positionierung, schneller Zugriff, schnelles Ablegen sowie prozesssicherer Teiletransfer sind in Summe ausschlaggebend für die Performance in einem Presswerk.

Waren für das Blechteile-Handling früher hauptsächlich magnetisch-mechanisch-pneumatische Greifersysteme im Einsatz, so hat sich das Bild in den letzten Jahren deutlich zugunsten von Vakuum- oder kombinierten Vakuum-/Magnet-Greifersystemen gewandelt.

Die Vakuum-Greiferspinnen weisen in der Regel geringere Gewichte als mechanische Greifer auf, sie sind oftmals einfacher und aus Standard-Komponenten aufzubauen sowie spezifisch anzupassen und im Fall der Fälle können verschlissene Sauggreifer ohne Werkzeug und in kurzer Frist ausgewechselt werden.

Das geringere Gewicht erhöht die Handling-Dynamik, der sichere Griff gewährleistet reproduzierbar genaue Handling- und Positionierabläufe, die Sauger können entsprechend dem Transportgut optimal bestimmt werden und der schnelle Sauger-Wechsel hält die Stillstandzeiten der teuren Anlagen in sehr engen Grenzen.

Hochwertige Vakuum-Komponenten
für anspruchsvolle Handling-Aufgaben

Als entscheidend für die Performance und die Prozesssicherheit beim Vakuum-Handling von Blechteilen sind die Bauteile (Saug-)Greifer und Vakuum-Erzeugung anzusehen. Die Sauggreifer bilden die Schnittstelle zwischen Roboter und Blechteil und die Vakuum-Erzeugung muss jederzeit unter allen Bedingungen genügend Vakuum bereitstellen. Doch mit dem schnellen und sicheren Greifen und Festhalten ist es nicht getan, denn die Platinen und Werkstücke müssen nach Einnahme der Ablegeposition schnellstmöglich abgesetzt und das Handlinggerät oder der Roboter schnellstens wieder aus dem Werkzeug-/ Pressenraum herausgefahren werden. Folgerichtig gilt es, die Teile schnell vom Greifersystem abzulösen, was bei Vakuum-Greifern mittels einer druckluftgestützten Abblas-Funktion geschieht, während mechanisch-pneumatische Greifer dafür aufwändige Mechanik benötigen.

Um nun die Performance beim Handling von Blechteilen im Presswerk weiter zu erhöhen, hat der Vakuum-Spezialist J. Schmalz GmbH, 72293 Glatten, vor Kurzem eine neue Baureihe von Hochleistungs-Ejektoren zur Vakuum-Erzeugung entwickelt, die Vakuum-Ejektoren Schmalz X-Pump. Diese weisen neben einem sehr hohen Saugvermögen auch eine sehr hohe Abblasleistung auf, sind kompakt aufgebaut und sehr robust, lassen sich einfach installieren und integrieren und verfügen vor allem über vielfältige, intelligente Funktionen - dem sogenannten Condition Monitoring - für mehr Prozesssicherheit beim Vakuum-Handling.
Davon ließ sich auch Wolfhard Schmidt, bei der DaimlerChrysler AG in Bremen für die Mechanisierung im Presswerk verantwortlich, überzeugen und setzt derzeit in den Beladerobotern der Pressenstraße 9 nun Vakuum-Spinnen ein, die mit den innovativen Vakuum-Ejektoren X-Pump (SXP) sowie speziellen Blechteile-Saugern SAF 80/SAB 80 aus dem Hause J. Schmalz ausgerüstet sind.

Wolfhard Schmidt führte dazu aus: "Unsere Pressenanlagen laufen rund um die Uhr in drei Schichten und werden in jeder Schicht ein paar Mal umgerüstet. Das gilt natürlich auch für die Vakuum-Greifersysteme (Spinnen). Da die Belastungen sehr hoch sind, kann es vorkommen, dass die Vakuumspinne eines Roboters undicht oder defekt wird, so dass auf Grund einer Leckage im Vakuumsystem die Teile nicht mehr sicher transportiert werden können. Oftmals fällt das erst auf, wenn es einen Schaden gibt, der im schlimmsten Fall zum Anlagen-Stillstand führt. Die Kosten dafür sind so hoch, dass wir alles daran setzen, die Prozesssicherheit zu gewährleisten".

X-Pump = Hochleistungs-Ejektoren
mit integrierten Diagnose-Funktionen

Wie schon angedeutet, sind die Vakuum-Ejektoren X-Pump aus verschiedenen Gründen ideal für den Einsatz in der Serien- bis Massenproduktion. Neben der hohen Saug-/Abblasleistung sind vor allen Dingen die vielfältigen Diagnosefunktionen von Vorteil, die als "Condition Monitoring" über die permanente Zustandsüberwachung eine vorbeugende Instandhaltung erlauben. Die X-Pump erkennt Fehler im Vakuum-System der Greiferspinnen, wertet diese aus und zeigt sie an. Dafür besitzt die X-Pump eine optische Zustandsanzeige, d.h. gut sichtbare Diagnose-Meldeleuchten, die als "Diagnose-Ampel" fungiert und somit für alle sichtbar über die aktuelle Lage informiert.
Folgende Zustände können direkt am Ejektor abgelesen werden:

• Leuchte grün = alles o.k.;
• Leuchte blinkt grün = Das System ist nahezu vakuumdicht. Es ist allerdings eine kleine Leckage vorhanden. Allerdings kann die Anlage noch problemlos weitergefahren werden.
• Leuchte blinkt rot = Der erforderliche Vakuumwert wird zu langsam erreicht, im System sind größere Leckagen vorhanden, die Anlage muss schnellstens geprüft werden, da ein Ausfall droht;
• Leuchte rot = Es wird kein oder ein viel zu niedriges Vakuum aufgebaut, die Saugerspinne muss sofort gecheckt werden.

Dazu Wolfhard Schmidt: "Bisher musste im Fall einer Vakuum-Störung bzw. einer defekten Spinne die Anlage immer gleich angehalten werden. In dieser "Zwangspause" unbekannter Dauer brachte man dann zwar das System wieder in Ordnung, hatte jedoch immer gleich einen Produktionsausfall zu verkraften. Mit der neuen X-Pump tritt eine solch verschärfte Situation gar nicht mehr auf, weil über die Diagnose-Meldeleuchten der Grad des Problems einfach und eindeutig identifiziert und nach Bedarf dann entschieden werden kann.
Von entscheidendem Vorteil ist dabei natürlich, dass die X-Pumps im Ruhezustand weiterhin den aktuellen Zustand des jeweils eingesetzten Vakuum-Greifersystems anzeigen. Eine defekte Spinne kann also - z.B. während einer Rüstphase - vom Bediener identifiziert und ausgemustert werden und kommt somit nicht mehr zur Verwendung. Sie wird von der Instandhaltung getauscht und außerhalb des Systems geprüft und repariert".

Die vielfältigen Diagnosefunktionen der Vakuum-Ejektoren X-Pump können per Datenausgang auch an eine externe Steuerung (z.B. des Roboters oder an ein übergeordnetes System, wie die Prozessleitwarte) übermittelt werden. Damit erhält der Anwender eine komplette Kontrolle und Übersicht über den Zustand des gesamten Vakuum-Greifersystems inklusive Vakuum-Versorgung.

Hohe technische Verfügbarkeit
kostengünstig realisiert

Eine weitere interessante Funktion der X-Pump betrifft die Luftsparautomatik, die im Normalfall für den möglichst wirtschaftlichen Umgang mit der Druckluft sorgt. Erkennt das Condition Monitoring Probleme im Vakuumsystem, beispielsweise durch Überschreiten eines vorgegebenen Leckagewertes, erfolgt nicht nur die Diagnoseanzeige an der "Ampel", sondern es wird auch umgehend die Luftsparautomatik ausgeschaltet. Der Vakuum-Ejektor saugt sodann permanent mit maximaler Leistung, kompensiert die Leckage und sorgt so weiter für den prozesssicheren Betrieb.
Darüber hinaus zeichnen sich die X-Pumps durch eine hohe Schmutzunempfindlichkeit (IP 65), ein reibungsloses, nahezu verschleißfreies Kolbensystem, geringsten Wartungsaufwand durch filterlosen Betrieb, geringe Geräuschentwicklung durch Einbau eines Schalldämpfers sowie eine hohe Verfügbarkeit aus. 
 

Dazu nochmals Wolfhard Schmidt:
"Am Standort Bremen haben wir drei Pressenstraßen im Einsatz, die mit Robotern gefahren werden, welche mit Vakuum-Greifersystemen ausgerüstet sind. Das Vakuum-Greifersystem des Beladeroboters 01 der Pressenstraße 9 ist mit einem 2er-Block X-Pumps (SXP) ausgerüstet. Die X-Pumps sind nun einige Monate im Einsatz und arbeiten bis dato komplett störungsfrei und absolut problemlos. Auf der Pressenstraße 9 werden 27 verschiedene Bauteile gefertigt, so dass pro Schicht 2 Umrüstungen sprich Werkzeug- und Greiferwechsel anstehen. Des Weiteren sind die Anlagen 3-schichtig im harten Einsatz und dabei fahren wir in der Regel 7,6 Bauteile/Minute. Mit den neuen X-Pumps, die gegenüber den bisher genutzten Kompaktejektoren bei gleicher Düsengröße 30% mehr Saugleistung bieten und dank der integrierten Luftsparautomatik einen wirtschaftlichen Betrieb gewährleisten, sind wir rundum sehr zufrieden. Durch das integrierte Condition Monitoring werden wir in die Lage versetzt, Fehlerzustände frühzeitig zu erkennen und sofort entsprechend gegenzusteuern. Dadurch erhalten wir zum einen eine sehr hohe technische Verfügbarkeit und diese wiederum ist Voraussetzung für eine hohe Prozesssicherheit".

Die durchweg positiven Erfahrungen, die in der Zwischenzeit mit der X-Pump bei DaimlerChrysler in Bremen gemacht worden sind, veranlassen die Verantwortlichen dazu, in naher Zukunft eine andere Pressenstraße komplett mit den neuen Vakuumerzeugern von Schmalz auszurüsten. In diesem Fall werden die X-Pumps die Vakuum-Erzeuger eines Wettbewerbers, die dort bisher im Einsatz waren, verdrängen.

Vor allem die Überwachungs- und Fehlerkompensationsmöglichkeiten, kombiniert mit hohen Ansaug- und Abblaskräften waren hierfür die Entscheidungsgrundlagen.