Die Produktion von Blechteilen ist in vielen Unternehmen heute weitgehend automatisiert. Zumindest kann dies von der fertigungstechnischen Seite her so gesehen werden, während es im Bereich des peripheren Material-Handlings und des Materialflusses doch noch erhebliches Ratio-Potenzial gibt. Um auch hier nun die Produktivität und Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, gilt es, alle möglichen Abläufe dahingehend auf den Prüfstand zu stellen, ob die Prozesse nicht durch Automatisierung weiter optimiert und rationeller gestaltet werden können. Oftmals aber scheitert die Automatisierung daran, dass in einem Prozess zu viele verschiedene Produkte und Hilfsmittel transportiert und gehandhabt werden müssen, was den Aufwand für die Automatisierungseinrichtungen in unwirtschaftliche Höhen treibt.

Durch universelle, bzw. flexible Handling- und Materialfluss-Lösungen können sich allerdings sehr schnell finanzielle Spielräume für Investitionen in Rationalisierungs-Projekte ergeben. Als praxisnahes Beispiel wären hier Vakuum-Greifsysteme zu nennen, die - im Gegensatz zu speziell konstruierten und aufwändig erstellten mechanischen oder pneumatischen Greifern - weitgehend aus einem Baukasten erstellt werden können und in aller Regel auch sehr flexibel einzusetzen sind. Die Intelligenz und Leistungsfähigkeit eines flexiblen Vakuum-Greifsystems plus eines gesteuerten Handling-/Robotersystems sorgt zum einen für eine maximale Ausnutzung der Produktionsanlagen, zum anderen für minimale Stillstandzeiten beim Umrüsten. Geringere Anlagenkosten und letztlich mehr Kontinuität und Qualität in der Fertigung sprechen ebenfalls für diese Systeme.

Dies waren auch die Gründe dafür, dass die Firma E.G.O. aus Oberderdingen sich gleich mehrere Palettieranlagen für die rationellere Vorfertigung von Heizkörper-Halteblechen beschaffte.

Vakuum-Flächengreifer lösen
nicht nur Handling-Probleme...

Die Firma E.G.O. wurde im Jahr 1931 gegründet und zählt mit rund 6.800 Mitarbeitern sowie einem Umsatz von weltweit 520 Millionen Euro im Bereich Zulieferer für Elektrogeräte zu den   
Marktführern. Ganz sicher gilt das für Kochplatten, Strahlungsheizkörper, Rohrheizkörper, Thermostate, Energieregler und Schalter, die in Haushaltsgeräten wie Herde oder Waschmaschinen verbaut werden. Die eindrucksvollen Stückzahlen wie beispielsweise täglich 45.000 Kochplatten, 86.000 Strahlungsheizkörper, 77.000 Rohrheizkörper oder 68.000 Energieregler machen deutlich, dass es hier in Sachen Produktionstechnik rund um die Uhr und in allen Werken im In- und Ausland buchstäblich zur Sache geht. Solche hohen Stückzahlen und die geforderte reproduzierbar hohe Produkt-Qualität sind nur mit leistungsfähigen Maschinen, einem hohen Automatisierungsgrad sowie qualifizierten Fachkräften zu realisieren, weshalb E.G.O. auch immer wieder in modernste Produktionseinrichtungen investiert. Diese werden, wann immer möglich und sinnvoll, im eigenen Anlagenbau hergestellt. Die Kompetenz für die Prozesslösungen und die Maschinen führt in der Konsequenz auch dazu, die eigene Fertigungstiefe weiter zu erhöhen, wie jüngst bei der Herstellung von HiLight-Heizkörpern geschehen.

Hier geht es darum, die Heizkörper-Haltebleche mit einer Wärmedämmung zu versehen. Dazu braucht es vollautomatische Fertigungseinrichtungen und vollautomatische Palettierstationen zum Abstapeln/Stapeln.
Die Herausforderungen für das entsprechende Greifsystem gestalteten sich vielschichtig, da Haltebleche und Zwischenlagen aus Karton gehandhabt werden müssen, die Haltebleche Unebenheiten sowie unterschiedliche Löcher und Aussparungen aufweisen, verschiedene Durchmesser haben und sich deshalb unterschiedliche Lagenbilder ergeben. Zudem können sowohl die Bleche als auch die Zwischenlagen-Kartons Höhentoleranzen aufweisen. Erschwerend kommt weiterhin dazu, dass die Lagen gewölbt sein können - wobei die Wölbung meist unterschiedlich ausfällt - und in der Arbeitsumgebung starke Staub-Entwicklungen auftreten.
Eingehende Prüfungen ergaben, dass die Handlingaufgaben mit Magnet- und Mechanikgreifern sowie kombinierten Mechanik-Vakuum-Greifersystemen zwar bewältigt werden könnten, die Greifer jedoch sehr kompliziert und aufwändig geworden wären und wahrscheinlich auch die Prozesssicherheit nicht ausgereicht hätte.

Mit Flächengreifer-Modulen zu
intelligenten Universal-Greifsystemen

Der Vakuum-Spezialist J. Schmalz GmbH aus 72293 Glatten wusste Rat und offerierte mit dem Vakuum-Flächengreifsystemen FX eine äußerst praktikable und zugleich wirtschaftliche Lösung.

Beim Vakuum-Flächengreifsystemen FX handelt es sich um Greifermodule mit integriertem Vakuum-Erzeuger, wobei auch mehrere FX-Module zu einem großflächigen und universell einsetzbaren Greifersystem kombiniert werden können. Die montagefertigen Module, mit Vakuum-Erzeuger und Saugplatte/Dichtmatte aus verschleißfestem und sich der Produktoberfläche schnell anpassendem Spezialschaumstoff, bauen kompakt und haben ein geringes Gewicht. Demnach wird die Leistungsfähigkeit der Handling- oder Robotersysteme bezüglich Traglasten und Dynamik sowie Verfahrgeschwindigkeiten nicht beeinträchtigt. Die Flächengreifsysteme FX sind druckluftbetrieben, so dass am Roboter und auch am Greifersystem keine aufwändigen und störenden Verkabelungen erforderlich sind.

Mit dem Flächengreifsystem FX konnte Schmalz sämtliche Anforderungen von E.G.O. erfüllen und dem außerdem dem Anlagenbau die Arbeit erleichtern, weil weder konstruiert noch gefertigt werden musste.
Zudem konnten die Flächengreifer als "Komplettsysteme" unkompliziert und schnell am Linear-Handlingsystem befestigt werden.
Um die gewünschten Produktionszahlen von 40.000 Stück/pro Tag und im 3-Schichtbetrieb realisieren zu können, baute E.G.O. gleich 4 Palettier-/Stapelanlagen und orderte für jede Anlage bzw. jedes Greifersystem zwei Vakuum-Flächengreifer FX.

Der Arbeitsablauf ist wie folgt: Die Haltebleche werden aus der Stanzerei auf Euro-Paletten angeliefert. Auf einer Palette befinden sich max. 30 Lagen Haltebleche und zwischen den Lagen sind Kartons aufgelegt. Es gibt 6 verschiedene Halteblech-Durchmesser von 165 bis 250 mm (mit Gewichten von 120 bis 500 Gramm) - deshalb variieren auch die Lagenbilder sowie die Anzahl der Reihen an Haltblechen zwischen 3 und 5. Sobald die volle Palette mit dem Halteblech-Stapel per Rollenbahn in die Entnahme-Position gebracht ist, beginnt die Handlingeinrichtung mit dem Vakuum-Flächengreifsystem mit dem Abstapeln und Ablegen der Haltebleche auf das Zuführband der Anlage zum Einsetzen der Wärmedämmelemente.

FX bewährt sich im Mehrschichtbetrieb
und unter rauen Betriebsbedingungen

Nach dem Einsetzen der Elemente nimmt der Flächengreifer die bestückten Haltebleche wieder auf und setzt diese auf eine bereitgestellte Euro-Palette. Zwischen den beiden Paletten-Stationen (Abstapeln/Aufstapeln) befindet sich ein Pufferplatz für die zuvor abgestapelten Zwischenlagen. Von diesem holt der Flächengreifer nun die Kartons wieder ab, um sie nach jeder Halteblechlage erneut aufzulegen.

Die Handlingeinrichtungen mit den Vakuum-Flächengreifsystemen FX sind nun seit über einem Jahr in Betrieb und laut E.G.O. haben sie sich sehr gut bewährt.

Wie erwähnt arbeiten die Anlagen 3-schichtig und es gibt trotz der oben angeführten verschiedenen Halteblech-Ausführungen, der Toleranzen, Wölbungen sowie der Staub-Verschmutzung keinerlei Handlingprobleme.

Die flexible Aufhängung der Flächengreifer und die flexiblen Schaumstoffdichtmatten gleichen die Toleranzen und Wölbungen zuverlässig aus, so dass beim Teile- und Zwischenlagen-Handling eine hohe Prozesssicherheit gegeben ist. Hinsichtlich des schnellen und sicheren Ablegens der Haltebleche und Karton-Zwischenlagen ist noch zu bemerken, dass hier die Abblasfunktion des integrierten druckluftbetriebenen Vakuum-Ejektors - bei jedem Ablegevorgang für 0,5 Sekunden - aktiviert wird. Gleichzeitig dient das Abblasen dem Schutz der Strömungswiderstände, so dass der Staub erst gar nicht eindringen kann. Bis heute haben sich die kleinen Bohrungen noch nie zugesetzt und auch die Dichtmatten weisen nach gut einem Jahr Industrieeinsatz noch keine größeren Verschleißerscheinungen auf.

Die Vorteile des Vakuum-Flächengreifsystems FX, wie universelles Handling aller Produkte und des Ladungsträgers (der FX könnte auch die leeren Euro-Paletten problemlos handhaben...) sowie der Zwischenlagen, haben die Verantwortlichen von E.G.O. in jeder Hinsicht überzeugt. Aus diesem Grund wurden für die Palletieranlagen des Werkes in den USA weitere 12 Vakuum-Flächengreifer angeschafft.

Bilder in hoher Auslösung sind auf Anfrage erhältlich!