Ausgabe - 38 - 2011 - Produktion

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EINFACH. SCHNELLER. MESSEN 24 · Automatisierung · Produktion · 22. September 2011 · Nr. 38 Pharmaindustrie Handhaben und steuern: Der Roboter führt Regie Produktion Nr. 38, 2011 Das Retrofitting bestehender Anlagen stellt zuweilen höhere Anforderungen als die Realisierung völlig neuer Lösungen. Eine Zelle für die Verkettung einer Verpackungslinie in der Pharmaindustrie zeigt, wie sich bewährte Fertigungseinrichtungen mit intelligenter Automation schnell und wirtschaftlich wieder auf Höchstleistung trimmen lassen. Dortmund (mg). Im Werk für Endmontage und Sekundärverpackung setzt Vetter, Hersteller von aseptisch vorgefüllten Spritzensystemen, Karpulen und Vials, auf moderne Fertigungsbedingungen. Um die Leistungsfähigkeit der Produktion auf höchstem Niveau zu halten, stand die Investition in eine hochleistungsfähige Automatisierungszelle an, die die Verkettung einer Produktionseinrichtung mit einer Verpackungslinie übernimmt. Was sich zunächst einfach anhört, entwickelt sich bei genauer Betrachtung als sehr anspruchsvolles Automatisierungsprojekt, wie Dipl.-Ing. Michael Frieß, Projektleiter des mit der Realisierung betrauten Systemintegrators Erhardt & Abt, heute weiß: „Die komplette Anlage, auf der vorgefüllte Eine technische Besonderheit im Verkettungsprozess: Die eingehende Förderbandstrecke kann bis zu einem klar definierten Punkt als Stauzone genutzt werden. Bild: Adept Spritzensysteme hergestellt und verpackt werden, läuft rund um die Uhr. Der Austausch der Verkettungszelle musste deshalb in den Wartungsphasen erfolgen. Pünktlich zum Produktionsbeginn musste die Anlage störungsfrei in Betrieb gehen. Und das bei einem technisch durchaus anspruchsvollem Projekt, das an die Robotik und Greiftechnik hohe Anforderungen stellt.“ Ganze vier Quadratmeter standen für die Realisierung der kompletten Lösung zur Verfügung. Die Aufgabe besteht darin, Blister mit vorgefüllten Spritzensystemen, die über ein Förderband in zwei, drei oder fünfreihiger Ausführung ankommen auf die Becherkette einer Verpackungsmaschine umzusetzen. Dort erfolgt dann die Sekundärverpackung der Produkte. Die geforderte Taktzeit für die komplette Handhabung beträgt 30 Zyklen pro Minute. In der realisierten Anlage führt ein Adept Viper s850 „Regie“, denn der Sechsachser übernimmt nicht nur die Handhabungsaufgaben, auch die komplette Steuerung der Zelle läuft über den Robotercontroller. Der Adept Sechsachser mit 850 mm Reichweite ist laut Michael Frieß die perfekte Wahl: „Die Entscheidung zur Integration des Viper s850 fiel aufgrund der überlegenen Performance der Maschine im Hinblick auf Reichweite, Geschwindigkeit und Traglast. Gleichzeitig hatten wir es mit exakt vorgegebenen und engen Platzverhältnissen zu tun, so dass nur ein Roboter in sehr kompakter Bauweise wie der Viper s850 in Frage kam.“ ‚Adept Viper s850 ist im Sinne der green automation perfekt‘ Grundsätzlich lege man bei Erhardt & Abt großen Wert darauf, den oder die eingesetzten Roboter optimal auf die Applikation abzustimmen. „Überdimensionierte Roboter würden die Kostenseite in zweifacher Hinsicht belasten. Sie wären nicht nur in der Anschaffung teuerer, sondern auch bei den Energiekosten. Deshalb ist der Adept Viper s850 im Sinne einer green automation die perfekte Lösung“, so Frieß. Die komplette Zelle wird über den Robotercontroller gesteuert. Die Möglichkeiten und die Komplexität des Adept-CX-Controllers ermöglichte die Integration aller relevanten Funktionen in die Robotersteuerung. Durch die aus- Um alle Blistervarianten handhaben zu können, kommen derzeit drei verschiedene Greifsysteme (Vakuumgreifer) zum Einsatz. Bild: Adept gezeichnete Performance dieses Controllers konnte auf eine übergeordnete SPS verzichtet werden. Auch die Programmierung der Anlage setze Maßstäbe. Müssen neue Blistervarianten angelernt werden, ist das vom Bedienpersonal in Eigenregie zu bewerkstelligen. Der Ablauf in der Zelle sieht so aus: Die ankommenden Teile laufen gegen einen Anschlag, wo optische Sensoren die Blister erkennen und den Fahrauftrag für den Roboter auslösen. Die Abholposition ist statisch, während das Ablegen bandsynchron erfolgen muss. Um den Verkettungsprozess so flexibel wie möglich zu gestalten, haben die Spezialisten von Erhardt & Abt alle Register gezogen. So kann die eingehende Förderbandstrecke, die entkoppelt von der Becherkette der Verpackungsmaschine läuft, bis zu einem klar definierten Punkt als Stauzone genutzt werden. Reicht dies als Puffer nicht aus, bringt eine zusätzliche Pufferstation, in der der Roboter die Blister zwischenlagern kann, zusätzliche Flexibilität. Um alle Blistervarianten handhaben zu können, kommen derzeit drei verschiedene Greifsysteme zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Vakuumgreifer, in denen jede Menge Know-how steckt, wie Prokurist Frieß weiß: „Die Greiferent- wicklung ist eine Kernkompetenz von Erhardt & Abt. In diesem Fall galt es, die beiden gegenläufigen Kriterien Leichtbau und Verwindungssteifigkeit zu vereinen. Mit einer innovativen Bauweise aus Aluminium und Kunststoff und unter konsequentem Einsatz der Klebetechnik gelang unseren Spezialisten die Quadratur des Kreises. Selbst der 875 Millimeter lange Fünffachgreifer wiegt nur knapp drei Kilogramm und gerät trotz der extremen Beschleunigungen beim Handhabungsprozess nicht in Schwingung.“ Zu dem sehr schnellen und dennoch schwingungsfreien Handhabungsprozess trage auch das hervorragende Beschleunigungsverhalten des Adept Roboters bei. Derzeit laufen drei unterschiedliche Blistervarianten über die Anlage. Wird von einem Format auf ein anderes umgestellt, steht ein manueller Greiferwechsel auf dem Programm. Der Zeitaufwand hierfür ist dank Schnellwechselsystem auf ein Minimum begrenzt. Alles in allem dauert die Umrüstung der Anlage maximal fünf Minuten. Der Restart der Anlage verläuft anschließend nach einer Plausibilitätsprüfung über RFID-Technologie absolut verwechslungssicher. www.adept.de www.erhardt-abt.de Revolution in der FERTIGUNGSMESSTECHNIK www.keyence.de DSM vertreibt Planar-Displays Produktion Nr. 38, 2011 QUALITÄTSSICHERUNG GESTERN Herkömmlicher Profilprojektor QUALITÄTSSICHERUNG HEUTE Ihre Vorteile auf einen Blick: Werkerselbstprüfung ohne anwenderbedingte Messwertschwankungen Auf Knopfdruck innerhalb von Sekunden mit Mikrometerpräzision vermessen Nahtlose Einbindung in Ihr bestehendes QM/CAQ-System Bildgestütztes Messsystem Digitaler Profilprojektor IM-6500 Roadshow 2011 >> Erleben Sie das IM-6500 unverbindlich in Ihrer Fertigung und stellen Sie uns auf die Probe! Schicken Sie einfach eine Mail an: marketing@keyence.de oder rufen Sie an unter: 06102-36-89-0 München (sp). Die DSM Computer hat im Zuge der Fusion mit dem Display-Spezialisten ABLE Design die Distribution der Displays von Planar Systems übernommen. Die Elektrolumineszenz-Displays (EL) von Planar sind besonders robust und für vielfältige Anwendungen mit extremen Umgebungsanforderungen ausgelegt. Der Display- Spezialist Planar Systems verfügt über 28 Jahre Engineering-Erfahrung. Technologisch führend seien dem Vernehmen nach die Elektrolumineszenz-Displays von Planar, die vor allem in den Bereichen Transportation, Bahntechnik, Raumfahrt und Sicherheitstechnik die richtige Wahl sind. Dank der implementierten Thin-Film-Electroluminescent-Technologie (TFEL), die von Planar selbst entwickelt wurde, können die Displays auch bei extremen Temperaturen von -60° bis + 85 °C arbeiten. Darüber hinaus weisen sie eine hohe Schock-, Beschleunigungs- und Vibrationsfestigkeit auf und sind unempfindlich gegen Staub. www.dsm-computer.de
22. September 2011 · Nr. 38 · Produktion · Praxis · 25 MIG-/MAG-Schweissen Höhere Nahtqualität plus Zeitgewinn Dieter Schnee Produktion Nr. 38, 2011 Zwei Schweißverfahren der EWM GmbH haben der Meiser-Gruppe, Hersteller von Gitterrosten und Treppenanlagen, Fortschritte bei Qualität und Effizienz gebracht. Mündersbach (rm). Bis vor Kurzem wurden im Werk Oelsnitz/ Vogtland Baustähle S235 und S355 mit herkömmlichen Schweißstromquellen gefügt, die wegen ihrer Verfahrenscharakteristiken nicht bei allen Fügeaufgaben perfekte Arbeit leisten konnten. Der hohe Qualitätsanspruch war daher nur mit aufwändigem Finishing sicherzustellen. Besonderes Augenmerk musste man auf eine Problemzone bei Spindeltreppen legen: Jeder umlaufende Stufenrahmen aus Flachstahl wird an eine Stufenhülse ge- Glatt durchschweißen Die Qualität und Effizienz seiner Schweißaufgaben konnte Meiser mit Schweißverfahren von EWM steigern: ▶▶ Lichtbogen mit tiefem Einbrand ▶▶ Material- und Zeitersparnis ▶▶ Homogene Zinkschicht erreichbar ▶▶ Weniger Schrumpfen und Verzug ▶▶ Breite Anwendungspalette ▶▶ Einfache Job-Auswahl ▶▶ Große Spaltbreiten Dieses MIG/MAG-Mulitverfahrens-Schweißgerät stellt mit coldArc, forceArc, pipeSolution und Impuls für jede Schweißaufgabe den geeigneten Fügeprozess bereit. Bild: EWM schweißt. Die Geometrie der Konstruktion ließ bisher nur das Fügen von einer Seite zu; die Nahtrückseite war für alle Schweißbrenner unerreichbar. So bildeten sich immer wieder Hohlräume, die nur schwer zu verzinken waren. 2009 wurden die Vorzüge des MIG/MAG-Verfahrens forceArc von EWM bekannt und eine Inverter-Schweißstromquelle Phoenix erstmals getestet. Probestücke wiesen bisher unbekannte Nahtgeometrien auf. Denn durch den druckvollen wie zielgerichteten Lichtbogen, der einen tiefen Einbrand erzielt, war es laut Meiser nun möglich, die Spindelstufen als Vollanschluss zu fertigen. Dies ging mit Materialersparnis einher. Daneben entstand im gleichen Arbeitsgang auf der Gegenseite, im Innern der Einfassung, eine Naht mit dem a-Maß 2. Und dies ohne Badsicherung und ohne eine Gegenlage zu schweißen. Dies bedeutete für Meiser einen Qualitätssprung an dieser für einen Schweißbrenner unzugänglichen und für den Korrosionsschutz nur schwer erreichbaren Stelle. Die neue Lösung ließ eine rundum homogene Zinkschicht zu. Eine Verfahrensprüfung durch den TÜV-Süd qualifizierte das Verfahren. Mit Hilfe der nun eingesetzten Phoenix-Geräte 521, 333 und 301 concept puls konnten weitere Schweißaufgaben effektiver erledigt werden. Bei einer Treppenanlage des Towers am Flughafen Frankfurt wurde vorher jede der einigen hundert Stufen an beiden Treppenwangen als Vollanschluss geschweißt. Die Bauvorschrift forderte eine umlaufende Schweißung. Das wären 2 400 mm Schweißnaht pro Stufe gewesen. Zeitersparnis war dringend gefordert. Mit der Entscheidung, auch dafür das druckvolle forcArc-Verfahren zu nutzen, konnte die Schweißzeit mehr als halbiert werden, so EWM. Damit schweißt man nun nur noch von einer Seite die 3er-Stufe aus Lochblech an die 15er-Treppenwange und erhält in einem Arbeitsgang auf der Vorderseite ein a-Maß von 4 und auf der Rückseite von 3. Neben Schutzgas, Energie und Zusatzwerkstoff spart Meiser so etwa je 50 % bei der Schweißzeit und bei der Nahtvorbereitung ein. Bei zehn Stufen ergibt das eine volle Stunde. Weniger Einbringung von Schweißgut bedeutet gleichzeitig geringeres Schrumpfen und damit weniger Verzug, also ein weiterer Qualitätsaspekt. Die etwa 30 Meiser-Schweißer arbeiten inzwischen bevorzugt mit den Phoenix-Stromquellen. Denn durch die komfortable Umschaltung der Lichtbogencharakteristik lassen sich alle Anwendungen mit nur einer Maschine abdecken. Ein weiterer Vorzug sind die voreingestellten Schweißaufgaben mit optimierten Kennlinien. Lediglich Werkstoff, Durchmesser des Zusatzdrahtes und Art des Schutzgases sind in der Job-Liste abzulesen und die dazugehörige Job-Nummer anzuwählen. Der passende Arbeitspunkt lässt sich über die Synergic-Einknopfbedienung als Drahtgeschwindigkeit oder Blechdicke einstellen. Darüber hinaus kann der Schweißer pro Job bis zu 16 Schweißabläufe am Drahtvorschub einstellen oder auf Knopfdruck direkt am Brenner abrufen. Die Schweißzeiten wurden mehr als halbiert Bei der Vormontage der komplizierten Treppenkonstruktionen kommt es vor, dass auch größere Spaltmaße überbrückt werden müssen. Hier spielen die EWM- Schweißgeräte alpha Q bei Meiser einen weiteren Vorzug aus, nämlich das wärmereduzierte Fügen mit dem Verfahren coldArc. Damit kann der Schweißer in PG-Position Spaltbreiten bis 10 mm an 5 mm- Blech sauber überbrücken. Das MIG/MAG-Schweißgerät stellt für jede Schweißaufgabe den passenden Prozess bereit. www.ewm-group.com Effizienz-Navi Preis Material ✔ Energie ✔ Service Handhabung ✔ Zeit ✔ Lebensdauer ✔ Kosten senken mit Produktion Sicherheits-Stossdämpfer Kontrollierte Schiffskollision in der Maas-Schleuse Produktion Nr. 38, 2011 Zehn schwere Sicherheits- Stoßdämpfer SDK 160-800-F der ACE GmbH bremsen in Schleusen der Maas jeweils 4 000 t ab und machen eine sichere Schifffahrt erst möglich. Langenfeld (rm). Die zu befüllenden Schleusenkammern, in denen die Schiffe auf das bestehende Niveau vor oder hinter der Kammer gebracht werden, müssen so konstruiert sein, dass ein kontrolliertes Befüllen und Entleeren möglich ist. Ansonsten käme es zu wasserfallartigen Ergüssen. Je größer der Höhenunterschied der beiden Wasserwegabschnitte ist, desto extremer wären die daraus resultierenden Auswirkungen. In Maasbracht in den Niederlanden liegt der durch einen Schleusenkomplex zu überwindende Höhenunterschied bei 12 m. Würde hier ein unkontrolliertes Befüllen stattfinden, wäre die Mindestfahrttiefe von 3 m der Maas nicht mehr zu gewährleisten; der Fluss würde leerlaufen. Beim Navigieren eines Schiffes ist es prinzipiell denkbar, dass es wie beim Einparken eines Automobils in engen Parklücken zum Kontakt – in diesem Fall zwischen Tür und Schiff – kommt. Bei beladenen und dadurch bis zu 4 000 t schweren Schiffen gibt es kein Schloss oder Riesen-Dämpfer In Maas-Schleusen bremsen Riesen- Sicherheits-Stoßdämpfer von ACE 4 000 t schwere Schiffe sicher ab: ▶▶ Anfahrgeschwindigkeit bis 0,5 m/s ▶▶ Länge 2,65 m, Außendurchmesser 0,2 m, Gewicht 320 kg ▶▶ Hub 800 mm in 3,2 s ▶▶ Aufgenommene Energie 500 000 Nm ▶▶ Rückkehr in die Ausgangslage per Stickstoff Dieser durch schwere Industrie-Stoßdämpfer gesicherter Anstoßbalken in einer Maas-Schleuse kann bis zu 4 000 t schwere Schiffe bei einer Anfahrgeschwindigkeit bis 0,5 m/s abbremsen. Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH Scharnier, das in der Lage wäre, die bei einer Anfahrgeschwindigkeit bis 0,5 m/s resultierenden Kräfte aufzuhalten. Denkbar wäre es hingegen, die Dimension der Schleusenkammern so zu wählen, dass ein Anfahren nahezu unmöglich ist. Das Anfahren wollte man jedoch über einen Anstoßbalken ausdrücklich ermöglichen, weil dies auch Vorteile mit sich bringt. Denn bei den großen Höhenunterschieden vor und hinter der Schleuse ist es bei flussabwärts geöffneten Schleusentüren, also niedrigem Wasser, möglich, einfach unter diesen herzufahren. Um den erwähnten Anstoßbalken absichern zu können und damit ein Öffnen der Türen sowie ein Leerlaufen des Flusses auszuschließen, wurden Dämpfer gesucht, die die zu erwartenden Kräfte aufnehmen können. Jeder dieser speziellen Stoßdämpfer ist 2 649 mm lang, hat einen Außendurchmesser von 200 mm und ein Eigengewicht von 320 kg. Bei der Auslegung der Dämpfer musste ACE neben den erwähnten Eckdaten auch einen eventuellen Wasserschlag berücksichtigen. Dabei wird durch Wasser ein starker mechanischer Stoß verursacht. Da die Schleusenbauer den Wasserschlag genau prognostizieren können, wurde die zu erwartende Gesamtenergie mit 500 000 Nm ermittelt. Basierend auf bestehenden Sicherheits-Stoßdämpfern hat ACE einen entsprechenden Sicherheitsdämpfer mit optimierter Kennlinie, einem Festanschlag und einem Hub von 800 mm entwickelt. Die Kolbenstange wird beim Abbremsvorgang eingeschoben und das sich vor dem Kolben befindende Hydrauliköl gleichzeitig durch alle Drosselöffnungen verdrängt. Durch die proportional zum verfahrenen Hub abnehmende Anzahl der wirksamen Drosselbohrungen verringert sich die Einfahrgeschwindigkeit konstant und es bleiben auch der vor dem Kolben entstehende Staudruck und die Gegenkraft gleich. Die Dämpfer wurden vor Ort mit Stückstoff befüllt Während der Abbremsvorgang sich bei Klein-Stoßdämpfern des Herstellers schnell vollzieht, benötigen die Schleusendämpfer immerhin 3,5 s, um ihren Hub von 800 mm zurückzulegen. Um in die Ausgangslage zurückzukommen, arbeiten die Sicherheitsdämpfer – ähnlich wie Gasfedern von ACE – nämlich mit Stickstoff. In einem Gasspeicher gesammelt, kompensiert er das von der Kolbenstange verdrängte Öl und drückt die Kolbenstange beim Ausfahren in die Ausgangslage zurück. Für die Trennung des hydraulischen Systems vom Gasspeicher sind die Schleusendämpfer mit einem Trennkolben-Stickstoff-Rückstellsystem ausgestattet. www.ace-ace.de Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung Zeit ✔ Lebensdauer Kosten senken mit Produktion
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