DEPRAG dodává šroubovací systémy pro systém protisluneční ochrany
Firma SOGA Gallenbach GmbH ve Pforzheimu konstruuje a vyvíjí jednoúčelové stroje. Patří k nim i vícenásobný šroubovací automat pro firmu ROMA, jednoho z předních výrobců systémů protisluneční ochrany, který s ním spolehlivě připojuje profilové kolejnice. K němu firma SOGA dodává zařízení s několika montážními hlavami. Hloubka šroubu a utahovací moment šroubování jsou spolehlivě sledovány. Požadovaná technologie pro pohon osy a hlavy, jako jsou synchronní servomotory, planetové a hřebenové převody, i ovladače pohonu pocházejí od firmy STÖBER. Kromě toho je použit mimořádně kompaktní a dynamický motor Lean. Nová třída motorů firmy STÖBER bez enkodéru představuje levnou a robustní alternativu servomotoru. Firma STÖBER se stará i o mechanické nastavení a dimenzování. Partnerství doplňuje firma DEPRAG a jako specialista na šroubování dodává potřebné šroubovací moduly.
„Našim zákazníkům nabízíme zvláštní vývoj, který mohou produktivně používat ihned po dodání“, popisuje svůj požadavek Fabian Gallenbach. Ředitel společnosti SOGA Gallenbach GmbH ve Pforzheimu se svými deseti zaměstnanci konstruuje a vyvíjí jednoúčelové stroje, řešení pro stavbu zařízení a pro 3D-tisk a prodává pneumatické komponenty. Zákazníci pocházejí mimo jiné z oblastí zdravotnické, letecké a vesmírné techniky – „jsou to odvětví se zvláštním nárokem na přesnost“, říká Gallenbach. A s přesností je obeznámen, neboť absolvoval vzdělání u švýcarského výrobce hodinek. Tam se naučil půlit mikrometr. Při zakládání firmy bylo jeho cílem, převést naučenou přesnost do strojírenství. Podnik tak splňuje neustále rostoucí požadavky zákazníků. „Jednoduché požadavky už téměř nedostáváme“, podotýká vedoucí společnosti.
Firma SOGA Gallenbach při realizaci náročných řešení spoléhá na podporu zvolených dodavatelů, nebo lépe na partnery. Těmi jsou již po léta firmy STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, rovněž se sídlem ve Pforzheimu a DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG z bavorského Ambergu.
Šroubování bez dodělávek
Firma SOGA Gallenbach je s firmou STÖBER v pravidelném kontaktu. U nových projektů je tak jednodušší jít přímo do detailů. Specialisté na pohony často výrobce strojů podpořili již při hledání vhodné kombinace motor-převodovka – například při vývoji vícenásobných šroubovacích automatů. Zákazník: firma ROMA – přední výrobce systémů protisluneční ochrany, jako jsou rolety, shrnovací žaluzie a textilní clony.
Středně velký výrobce dosud při vrtání a sešroubování až tří profilových kolejnic z hliníku nebo umělé hmoty pracoval s automaticky pohyblivou šroubovací jednotkou s podáváním šroubů – bez sledování. „Přímo u tvářených hliníkových slitin často vznikaly při vrtání šroubů třísky mezi hlavou šroubu a profilovou kolejnicí“, objasňuje Gallenbach. Na šroub přijde jako viditelná část těsnící víčko. Třísky způsobovaly, že nasazení víčka nebylo čisté. Zaměstnanci ve výrobě museli neustále provádět ruční předělávky. Tomu chtěla firma ROMA v budoucnu zamezit.
„V předchozích 15 letech jsme vyvinuli více než 50 šroubovacích automatů s kroutícími momenty 0,4 až 200 Newton metrů“, informuje Gallenbach. „Umožňujeme tak našim zákazníkům montovat šrouby bez nutnosti ručního dotahování dělníkem a bez dodělávání.“ Firma ROMA chtěla takové řešení, které by zpracovávané profilové kolejnice o délkách 710 až 5.710 milimetrů také předvrtávalo.
Firma SOGA vyvinula pro spolehlivý proces šroubovací automaty, které mohou sledovat různou hloubku šroubování a utahovací moment šroubování. „Speciálně pro sešroubování plastů jsme vyvinuli strategii, při níž náš pneumatický šroubovák pracuje s tlakovými impulsy“, objasňuje Gallenbach. Plast při závěrečném dotahování nevyžaduje tak vysoký konečný moment jako během celého procesu šroubování. Automat proto musí pracovat citlivě. Inženýři navíc vybavili zařízení dvěma zásuvkami pro vložení profilových kolejnic. Stroj podává profily ke zpracování odděleně nebo synchronně. Součásti jsou vkládány a upínány ručně.
Vhodná kombinace motoru a převodovky
Při tomto řešení bylo pro firmu SOGA Gallenbach důležité, mít jako kompetentního partnera s kompletním výrobním programem firmu STÖBER. „Zásuvky se pohybují po dvou osách Y v automatickém režimu“, popisuje Guido Wittenauer, zaměstnanec prodeje firmy STÖBER, který má na starost firmu SOGA. Za tímto účelem dodávají odborníci na pohony pro každou zásuvku planetovou převodovku modelové řady PE s řemenem a vřetenovým pohonem v kombinaci se synchronním servomotorem EZ.
Zařízení automaticky přivádí šrouby a pneumaticky je zašroubuje. Automat je vybaven pěti montážními hlavami, které nezávisle na sobě projíždějí na ozubené tyči ve směru X. „Každou hlavu jsme vybavili osou Z a osou vrtání“, říká Wittenauer. Pro osu X dodává firma STÖBER hřebenové převodovky modelové řady ZVPE a synchronní servomotory typu EZ. Pro osu Z jsou rovněž použity motory EZ s pohonem vřetena. Aby se pět hlav na ozubené tyči vzájemně nesrazilo, zavedli inženýři firmy STÖBER trojnásobnou ochranu před kolizí – ovládání sleduje vzájemnou polohu, pro každou osu X byly parametrizovány softwarové koncové vypínače s povoleným rozsahem pojezdu, a na každé hlavě se navíc nachází mechanický bezpečnostní vypínač.
Od firmy DEPRAG jsou montážní hlavy, takzvané šroubovací moduly (SFM). Šroubovací jednotka spolehlivě usazuje šroub za šroubem. Pro dosažení požadovaného taktu je použito provedení s více vřeteny. Rozsah krouticího momentu je u tohoto modulu individuálně přizpůsoben konkrétní aplikaci šroubování. Šroubovací modul DEPRAG je cíleně a rozsáhle testován s originálními součástmi pro určitou výrobní aplikaci a je do zařízení začleněn jako funkční modul. Výdaje za vlastní inženýring se snižují na minimum. „Široké spektrum našich standardních modulů obsahuje efektivní řešení pro každou aplikaci šroubování. Na základě rozsáhlého standardního programu je však možné levně a individuálně realizovat i speciální případy“, vysvětluje přednosti šroubovacích modulů Daniel Guttenberger, produktový manažer DEPRAG šroubovací techniky. Potřebné šrouby jsou podávány podavačem s vibrační spirálou eacy feed. Pět šroubovacích modulů je přitom zásobováno současně jen jedním podavačem! To je umožněno použitím podavače s vibrační spirálou, která je dvojitá, v kombinaci s trojnásobným separátorem.
Pro vrtací vřeteno by měl být nainstalován kompaktní motor o nízké hmotnosti. „Můžeme tak udržet nízkou pohybující se hmotu pěti os a dosáhnout velmi rychlé polohování“, popisuje Wittenauer. Kromě vrtání by mělo být následně umožněno i zahlubování. K tomu je zapotřebí vysoce dynamické řízení motoru. Firma STÖBER dodává motor Lean (LM). Tímto novým vývojem lze plynule regulovat otáčky a krouticí moment z klidového stavu až na maximální otáčky za plné kontroly krouticího momentu – LM přitom pracuje zcela bez enkodéru. Řešení je při stejném výkonu výrazně lehčí a kompaktnější než asynchronní pohon a lepší a robustnější než servopohon. Se stupněm účinnosti až 96 procent dosahují motory třídu účinnosti IE5. Firma ROMA tak, díky nízké energetické spotřebě a dlouhé životnosti, získává. Každá hlava má tři motory, které mohou být umístěny blízko vedle sebe. „Náš motor Lean nepotřebuje enkodér, proto je zapotřebí pouze standardní napájecí kabel bez dalších žil nebo stínění“, vysvětluje Wittenauer.
Spolehlivě v pozadí
Firma STÖBER zkombinovala motory s devíti dvouosými regulátory modelové řady SI6. Toto vysoce dynamické řešení pracuje spolehlivě i při náročných pohybech v pozadí. Jsou integrovány bezpečnostní funkce STO (Safe Torque Off) a SS1 (Safe Stopp 1), certifikované podle EN 13849-1 (PL e, kat. 4). „Regulátor pohonu, úzký jen 45 milimetrů je koncipován jako přiřazený přístroj“, říká Wittenauer. „Jednotlivý regulátor pohonu může řídit až dvě osy. Zapojením několika regulátorů dohromady lze počet ovládaných os libovolně stupňovat.“ Instalace jednotlivých součástí je prakticky vyřešena: Patentované moduly Quick-DC-Link umožnují snadné zaklapnutí standardních měděných kolejnic pro rozdělení energie i lehkou montáž regulátoru pohonu. Firma STÖBER také podporuje komunikaci prostřednictvím systému fieldbus PROFINET založeného na Ethernetu.
Firma STÖBER však jako partner nedodává jen vhodné komponenty. „Staráme se také o mechanické nastavení a dimenzování“, říká Guido Wittenauer. Podpora specialistů na pohony začala již ve fázi nabídky. Obě strany společně projednaly kritické body a společně je prošly krok za krokem. „Nápad, že motor s převodovkou a ozubeným kolem s šikmým ozubením tvoří jednotku na ose X, vznikl při společné diskusi o projektu“, říká vedoucí společnosti Gallenbach. Při spolupráci přirozeně pomohla fyzická blízkost a dobrý osobní kontakt mezi oběma firmami. Parametrizace os tak může být provedena bez komplikací na místě. „Návrh našeho celého konceptu stroje je založen na výpočtech, mimo jiné i technologie motoru“, říká Gallenbach. „Pokud se při návrhu vyskytne chyba, může být ohrožena celá automatizace.“
Integrátoři systémů a výrobce zařízení sázejí na jasně promyšlené moduly zařízení, které mohou být s úsporou času a nákladů integrovány do konstrukce při vysoké funkčnosti. Standardizací a modulárním sestavováním šroubovacích modulů čelí DEPRAG enormní časové tísni a tlaku na náklady, pod kterými je moderní výroba zařízení již ve fázi projektování. „Naše standardy pro řídící jednotky jsou chytré, promyšlené a přehledné. Tím lze dosáhnout výrazného zkrácení dob plánování a dodání“, líčí Guttenberger. Kompaktní a robustní i jednoduchá rozhraní umožňují snadnou integraci šroubovacích jednotek do každého montážního systému. A firma ROMA? Výrobce systému protisluneční ochrany může nyní vyrábět výrazně spolehlivěji – zcela bez dodělávek.
Copyright fotografie (vymezení autorských práv):
Vezměte, prosím, na vědomí, že fotografie podléhají autorským právům. Neoprávněné použití bez souhlasu vlastníka a udání zdroje, úprava či užití pro jiné účely nejsou dovoleny.