{"id":1910,"date":"2021-10-25T13:45:03","date_gmt":"2021-10-25T11:45:03","guid":{"rendered":"https:\/\/linmot.com\/de\/?p=1910"},"modified":"2023-05-15T14:26:42","modified_gmt":"2023-05-15T12:26:42","slug":"pickplace-mit-direktantriebstechnik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/linmot.com\/de\/blog\/pickplace-mit-direktantriebstechnik\/","title":{"rendered":"Pick&Place mit Direktantriebstechnik"},"content":{"rendered":"

Flexibel und blitzschnell: Mit elektrischen Direktantrieben lassen sich Pick&Place-Module realisieren, die besonders effizient, pr\u00e4zise und dynamisch arbeiten. Dar\u00fcber hinaus sind diese flexibler einsetzbar, kompakter und erfordern weniger Montage- und Wartungsaufwand als ihre Pendants mit Pneumatik- oder Kurvenscheibenantrieb. Die Schweizer PARO AG hat sich und ihren Kunden all diese Vorteile mit der Entwicklung des PARO-Blitzes besonders einfach zug\u00e4nglich gemacht. Der Maschinenbauer nutzt das Pick&Place-System beim Aufbau von Montageanlagen und Sondermaschinen, die in punkto Produktivit\u00e4t in der obersten Liga mitspielen.<\/strong><\/p>\n

\u201eDie geforderte \u00fcbliche Zykluszeit hat sich bei Montageanlagen innerhalb weniger Jahren fast halbiert und geht heute in Richtung eine Sekunde\u201c, sagt Gregory Kyd, Technischer Leiter bei der Schweizerischen PARO AG<\/a>. \u201eEntsprechend schnelle Pick&-Place-L\u00f6sungen lassen sich zwar auch noch mit Pneumatik oder Kurvenscheiben realisieren. Wesentlich effizienter, platzsparender und flexibler geht es aber mit Direktantrieben, wie unser PARO-Blitz zeigt.\u201c Dabei handelt es sich um ein besonders kompaktes Pick&Place-System aus einem horizontal und einem vertikal angeordneten Linearmotor, das je nach ben\u00f6tigtem Hub und erforderlicher Dynamik maximal 5 kg Last bewegt und bis zu 60 Zyklen in der Minute erreicht. Eine einfache Befestigungsm\u00f6glichkeit (Schwalbenschwanzfixierung) sorgt f\u00fcr die schnelle und pr\u00e4zise Adaption von Greifern und sonstigen Handhabungseinheiten. Positionen lassen sich dank einer Feineinstellung an der Fixierung und der Pr\u00e4zision der Linearantriebe mit einer Wiederholgenauigkeit von +\/-0,05 mm anfahren. Zu den wesentlichen Vorz\u00fcgen gegen\u00fcber pneumatisch angetriebenen Pick&Place-Systemen z\u00e4hlt insbesondere die gr\u00f6\u00dfere Flexibilit\u00e4t, die der PARO-Blitz der Direktantriebstechnik verdankt. Da die Bewegungen rein elektrisch erzeugt und gesteuert werden, k\u00f6nnen dem Maschinenbediener Funktionen auf der Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Verf\u00fcgung gestellt werden, mit der er vorher programmierte Bewegungsabl\u00e4ufe auf Tastendruck aufrufen und starten kann. Entsprechend einfach l\u00e4sst sich auch eine Variantenfertigung umsetzen. \u201eMit Pneumatikzylindern sind dagegen mehr oder weniger nur Punkt-zu-Punkt-Bewegungen m\u00f6glich, Zwischenstopps erfordern zus\u00e4tzliche Anschlagschrauben und bei jedem Hubwechsel m\u00fcssen Endschalter umgebaut werden\u201c, gibt Gregory Kyd zu bedenken.<\/p>\n

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Eine Schwalbenschwanzfixierung erlaubt beim PARO-Blitz die einfache Adaption von Greifern oder anderen Handhabungseinheiten. Positionen lassen sich dank einer Feineinstellung und der Pr\u00e4zision der Linearantriebe mit einer Wiederholgenauigkeit von +\/-0,05 mm anfahren. (Foto: Rossmann)<\/p>\n

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Sparsam beim Platzbedarf, skalierbar in der Anwendung<\/strong>
\nDass die Techniker bei PARO den Blitz so kompakt konstruieren konnten, liegt dabei auch wesentlich daran, dass sich der Sondermaschinen- und Anlagenbauer f\u00fcr Linearmotorkomponenten von LinMot entschieden hat, stellt der Technische Leiter des Unternehmens klar. \u201eAls wir im Vorfeld der Markteinf\u00fchrung des PARO-Blitzes 2014 den Markt sondiert haben, kam LinMot wegen der platzsparenden Bauweise und dem vorbildlichen Aufbau seiner L\u00f6sungen schnell in die engere Auswahl.\u201c LinMot konnte sich am Ende auch wegen des gro\u00dfen Produktspektrums durchsetzen, das eine Vielzahl an unterschiedlichen L\u00e4ufern und Statoren sowie komplette Linearmotoren<\/a> mit den dazu passenden Reglern und \u201emagnetischen Federn\u201c (MagSpring<\/a>) zur Gewichtskompensation sowie Hubdreh-Motoren<\/a> umfasst. PARO hat auf Grundlage dieses Spektrums mehrere Varianten des PARO-Blitzes f\u00fcr H\u00fcbe von 50 mm bis 190 mm entwickelt. Entsprechend h\u00e4ufig kann PARO das Pick&Place-Modul in Montageanlagen einsetzen, wie Gregory Kyd erkl\u00e4rt: \u201eZum Stand Ende Mai 2018 verrichten mehr als 200 der Module in \u00fcber 30 Anlagen zuverl\u00e4ssig ihre Arbeit.\u201c<\/p>\n

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Das von der PARO AG entwickelte Pick&Place-Modul PARO-Blitz ist dank des eingesetzten Linearmotorkomponenten von LinMot nicht nur hochdynamisch, sondern auch besonders kompakt und l\u00e4sst sich daher auch bei engen Platzverh\u00e4ltnissen in Anlagen integrieren. (Foto: Rossmann)<\/p>\n

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Datenquelle f\u00fcr Industrie 4.0<\/strong>
\nSoll die Bewegung oder die Position des Pneumatikzylinders \u00fcberwacht oder als F\u00fchrungs- bzw. Steuergr\u00f6\u00dfe verwendet werden, m\u00fcssen separate Sensoren ber\u00fccksichtigt werden. Im Gegensatz dazu ist bei Linearmotoren das Messsystem bereits integriert, sodass vom Servoregler zu jeder Pick&Place-Operation Daten wie Hub- oder Kraftwerte zur weiteren Verwendung zur Verf\u00fcgung gestellt werden k\u00f6nnen. Diese Daten k\u00f6nnen beispielsweise verwendet werden, um temperaturabh\u00e4ngige Ver\u00e4nderungen der mechanischen Anteile des Pick&Place-Systems automatisch zu kompensieren. Bei pneumatischen oder kurvenscheibenbasierten Systemen muss der Anlagenbediener dagegen nach einem Maschinenstillstand oder bei gr\u00f6\u00dferen Schwankungen der Umgebungstemperatur eingreifen und manuell nachjustieren. Zudem m\u00fcssen Pneumatikzylinder und die Luftversorgung bzw. die Kurvenscheiben regelm\u00e4\u00dfig auf Undichtigkeiten und Verschlei\u00df gepr\u00fcft und Endd\u00e4mpfer regelm\u00e4\u00dfig gewechselt werden. Da ein Linearmotor ber\u00fchrungslos und damit wartungsfrei arbeitet, reduzieren sich die Wartungsarbeiten beim PARO-Blitz auf ein Minimum. Auch die F\u00fchrungsschienen, die zur Unterst\u00fctzung der linearen Bewegung integriert sind, m\u00fcssen nicht nachgeschmiert werden. Wie zuverl\u00e4ssig das Pick&Place-Modul arbeitet, beweist ein Demonstrator der PARO AG: Dort arbeitet ein Modul zum Stand Ende Mai 2018 bereits seit 190 Millionen Zyklen ohne Wartung oder ungeplante Unterbrechung. Und selbst wenn ein Blitz irgendwann getauscht werden muss, geht das deutlich schneller als bei einem pneumatischen System mit seinen vielen Druckluftschl\u00e4uchen bzw. einem Kurvenscheibensystem mit seinen mechanischen Kopplungen. Dar\u00fcber hinaus l\u00e4sst sich der Blitz als elektrisches Modul vor dem Einbau in die Anlage einrichten und auf seine Funktionalit\u00e4t testen \u2013 entsprechend kurz sind Wartungs und Reparaturzeiten. Fast noch wichtiger als die hohe Verf\u00fcgbarkeit des Pick&Place-Systems ist f\u00fcr die Verantwortlichen bei PARO im Interesse k\u00fcrzerer Zykluszeiten die im direkten Vergleich deutlich h\u00f6here Dynamik der Direktantriebstechnik. \u201eZwar lassen sich unter bestimmten Voraussetzungen auch mit Pneumatikzylindern 60 Zyklen in der Minute erreichen, aber mit deutlich h\u00f6herem Aufwand.\u201c So ben\u00f6tigen doppelwirkende Pneumatikzylinder jeweils zwei Druckluftanschl\u00fcsse und ggf. einen Positionssensor, ein Direktantrieb dagegen nur ein Elektrokabel. Das hat klare Vorteile bei der Montage und dem Platzbedarf, wie Kyd klarstellt: \u201eDer PARO-Blitz nimmt durch den Wegfall der Verschlauchung nur noch etwa die H\u00e4lfte des Platzes ein und die Montage dauert im Vergleich zum pneumatischen Pendant auch nur noch ein Drittel der Zeit.\u201c<\/p>\n

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Neben klassischen Pick&Place-Operationen kann der PARO-Blitz dank der integrierten Messsystems der Linearmotoren und der damit regelbaren Kraftaufbringung auch f\u00fcr Press- oder Biegeprozesse eingesetzt werden. (Foto: Rossmann)<\/p>\n

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Mehr als ein Pick&Place-System<\/strong>
\nDank der vorteilhaften Eigenschaften des direktangetriebenen Pick&Place-Systems und der kompakten Bauweise reichen die Einsatzm\u00f6glichkeiten des PARO-Blitzes dabei \u00fcber reine Pick&Place-Operationen hinaus. PARO setzt ihn in seinen Montageanlagen beispielsweise auch bei Press- und Biegeoperationen, in Fl\u00e4chenportale integriert und als Schnelleinzug ein.<\/p>\n

Bei einer aktuellen Anlage f\u00fcr die Montage einer elektronischen Baugruppe f\u00fcr eine geb\u00e4udeseitige Haustechnikanwendung in 31 Montage-, Bearbeitungs- und Pr\u00fcfstationen summiert sich die Zahl an verbauten Blitzen so auf 30 St\u00fcck. Dazu kommen noch 3 Linearmotorachsen f\u00fcr sonstige Positionieraufgaben. Die Ansteuerung erfolgt \u00fcber 33 Servoregler von LinMot mit Profinet-Schnittstelle. Die Anlage besteht insgesamt aus drei Montagezellen mit jeweils einer Grundfl\u00e4che von 2×2 Metern, die \u00fcber das Doppelgurttransfersystem Paromat verkettet sind. Die anspruchsvollste Aufgabe, die zugleich den Kernprozess der Anlage bildet und die ein PARO-Blitz in der Montagelinie \u00fcbernimmt, ist dabei das Greifen und Positionieren der beiden Anschlussfahnen eines Sensors, mit dem die Leiterplatte der Baugruppe best\u00fcckt werden muss. Die Position der 0,2 Millimeter d\u00fcnnen Anschlussdr\u00e4hte wird \u00fcber ein Bildverarbeitungssystem erfasst. Daraus wird zum Einfangen der Dr\u00e4hte individuell f\u00fcr jeden Draht und Sensor eine dreidimensionale Bewegung des PARO-Blitzes und des Portals berechnet, auf dem er platziert ist. Der Draht wird dabei mit einem Greifer eingefangen, zur Leiterplatte gelenkt und dort verl\u00f6tet. \u201eDies w\u00e4re mit pneumatischen oder kurvenscheibenbasierten Pick&Place-L\u00f6sungen schlicht nicht zu machen gewesen, da sie keine genaue, numerische Positionierung unterst\u00fctzen\u201c, f\u00fcgt Gregory Kyd an. \u201eZudem lie\u00dfe sich die erforderliche Zykluszeit nicht einhalten.\u201c<\/p>\n

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Die PARO AG nutzt au\u00dferdem das Prinzip des PARO-Blitzes, um Schnelleinz\u00fcge zu realisieren. Damit wird der Werkst\u00fccktr\u00e4ger vom Doppelgurttransportband in Millisekundenbruchteilen in die Bearbeitungsstation eingezogen bzw. eine Station \u00fcbersprungen, um die geforderte Taktzeit einzuhalten. (Foto: Rossmann)<\/p>\n

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Linearmotoren garantieren kurze Taktzeiten<\/strong>
\nWeitere Exemplare des Pick&Place-Moduls f\u00fchren Montageschritte wie das Einsetzen einer LCD-Anzeige, eines Gummikontaktstreifens, der Leiterplatte in ein Geh\u00e4useunterteil, einer Batterie (je nach Variante unterschiedlich), einer Sicherheitsplombe sowie die Positionierung der Komponenten in \u00fcber die Anlage verteilten Pr\u00fcfstationen aus. Neben diesen klassischen Pick&Place-Operationen \u00fcbernehmen in der Anlage Schnelleinz\u00fcge, die nach dem Prinzip der PARO-Blitze aufgebaut sind, die Aufgabe des Werst\u00fccktr\u00e4gerschnellwechsels. Damit wird der Werkst\u00fccktr\u00e4ger vom Doppelgurttransportband in Millisekundenbruchteilen in eine L\u00f6tstation eingezogen bzw. eine Station \u00fcbersprungen, um die zur Verf\u00fcgung stehende Bearbeitungszeit zu verl\u00e4ngern bzw. die geforderte Taktzeit einzuhalten. Ein weiterer Linearmotor sorgt f\u00fcr die ben\u00f6tigte Dynamik beim Auf- und Abstapeln der fertig montierten Baugruppen. Eine MagSpring-Komponente kompensiert dabei das Gewicht der vertikal eingebauten Achse und garantiert eine sichere Position im Falle eines Maschinenstopps. Gregory Kyd ist mit dem Ergebnis sehr zufrieden: \u201eBisher musste der Kunde die Baugruppe komplett manuell montieren. Jetzt \u2013 auch dank der Flexibilit\u00e4t des PARO-Blitzes \u2013 sind es nur noch zwei manuelle Schritte: Das Anbringen eines Adapters, der je nach Endkunde und Anwendungsfall unterschiedlich ausf\u00e4llt, und das Aufspielen der Software. Damit helfen wir unserem Kunden, auch mit einer Fertigung in Europa wettbewerbsf\u00e4hig zu bleiben.\u201c<\/p>\n

Mehr zu den Vorteilen von Linearmotoren gegen\u00fcber Pneumatikantrieben<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Flexibel und blitzschnell: Mit elektrischen Direktantrieben lassen sich Pick&Place-Module realisieren, die besonders effizient, pr\u00e4zise und dynamisch arbeiten. Dar\u00fcber hinaus sind diese flexibler einsetzbar, kompakter und erfordern weniger Montage- und Wartungsaufwand als ihre Pendants mit Pneumatik- oder Kurvenscheibenantrieb. 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