Legalább 60 millió löket

A „kompakt automatizálás” olyan mechatronikus rendszer, amely egymást követő gyártási lépések egész sorát hajtja végre önállóan. A „kompakt” a feldolgozandó termékek milliméteres és centiméteres tartományba eső kis méreteire utal. Az ilyen rendszerek tervezése és kivitelezése az osztrák STIWA gépgyártó egyik fő tevékenysége. A cég LTM-CI moduláris rendszerét kis alkatrészek összeszerelésére optimalizálták. A FAULHABER lineáris és forgó mikromotorjai kulcsfontosságú feladatokat látnak el ezekben a rendszerekben.

A szelep alig néhány alkatrészből áll, és mindössze nyolc milliméter hosszú. Egy nagy autóipari beszállító blokkolásgátló fékrendszerének részét képezi, és évente hét számjegyű mennyiségben van rá szükség. A termelésnek fél másodperces ütemidővel kell működnie ahhoz, hogy megbirkózzon ezzel a mennyiséggel. Természetesen mindez teljesen automatikusan és olyan sebességgel történik, hogy az emberi szem alig tud lépést tartani az egyes szerelési műveletekkel.

Apró alkatrészek egy keskeny alpesi völgyben

Az egyes alkatrészeket először tárolóedényekből adagolják, rázógép segítségével szétválasztják, és az első gyártási lépésnek megfelelően egy szállítószalagra helyezik. Az alkotóelemek ezután a megfelelő állomásra kerülnek, ahol finom megfogók veszik fel és illesztik össze őket, vagy más módon dolgozzák fel őket. Ha a gépet munka közben megfigyeljük, lenyűgöző koreográfiának leszünk tanúi, amely a szállítószalagok egyenletes áramlását és a megfogók gyors, szögletes mozgását bonyolult, ritmikus tánccá ötvözi.

A gép, amely ezeket az összetett mozgásokat pontos szinkronban hajtja végre, a STIWA LTM-CI sorozatának kompakt automatizálási rendszere. A rendszert maximum 30 milliméteres testátlóval rendelkező termékekhez tervezték – és maga is drasztikus miniatürizálás eredménye, ahogy Roland Schiermayr, az automatizálási kutatás-fejlesztési részleg vezetője elmagyarázza: „Egy nyugat-ausztriai ügyfél csillapítókat gyárt egy ismert bútorkereskedő számára, amelynek évente több millió ilyen alkatrészre van szüksége. A vállalat új gyártógépet akart vásárolni. A meglévő gép 10 méter hosszú volt – az apró, mindössze néhány centiméter hosszúságú alkatrészek gyártásához ez egyszerűen túl soknak bizonyult a keskeny alpesi völgyben található gyártóhelyen. Ez adta a motivációt ahhoz, hogy teljes mértékben kihasználjuk a miniatürizálási lehetőségeket.”

A fejlesztési fázis eredménye a fent említett kompakt gép, pontosabban egy olyan automatizálási platform lett, amely a konfigurációtól és a felszerelt berendezésektől függően 3-4 méteres hosszúsággal gazdálkodik. Egy mereven összekapcsolt szállítási rendszer képezi az alapot, a rendszer egyéb elemei pedig az ügyfél igényeitől és specifikációitól függenek. „Akár 22, egyenként 90 milliméter széles funkciós modult is integrálhatunk a különböző munkafolyamatokhoz” – magyarázza Christian Mersnik, aki az első naptól kezdve részt vett a fejlesztésben. „A funkciók közé tartozik például a pick-and-place, az akár öt szabadsági fokú lézerhegesztés, a csavarok behelyezése, a sajtolási műveletek, a címkézés, valamint a tesztelési és mérési folyamatok.”

Világviszonylatban egyedülálló teljesítménysűrűség

A kompakt automatizálás kedvező fogadtatásra talált az ügyfelek körében. Nagyra értékelik többek között az egyenletes, sima, ütés- és rezgésmentes mozgást, amely stabil folyamatot garantál; egy törzsvásárló szerint a rendszer „úgy fut, mint egy varrógép”. Az LTM-CI használatával a ciklusidő csaknem fél másodpercre csökkent, ami jelentős ugrást jelent a termelékenységben.

A gépen található működtetőkben használt hajtások nagyban hozzájárulnak a sima mozgáshoz és a nagy sebességhez. A korábbi generációkban teljesen más méretosztályba tartozó elektromotorokat használtak; a kompakt automatizáláshoz a fejlesztők felfedezték a FAULHABER termékeit. Az LM 1247 lineáris motor mostantól kulcsszerepet tölt be az LTM-CI rendszerben. A rendszer akár húsz pontján is ellátja feladatait, beleértve a megállító egységeket – az anyagáramlást megszakító csúszkákat – és a megfogókat. A FAULHABER lineáris motorok egyik különleges erőssége a rendkívül nagy sebesség. Ez a hajtás is óriási tolóerőt biztosít: Mindössze 12,5 mm-es szélességével és 19,1 mm-es magasságával 3,6 newton folyamatos erőt fejt ki. „Maximális teljesítménynél akár 10,7 newtont is képes kifejteni” – mutat rá Roland Schiermayr. „Ekkora teljesítménysűrűséggel rendelkező kisméretű lineáris motor sehol máshol nem kapható a világon.”

A hosszú élettartam jelenti a valódi különbséget

A STIWA mérnökei ugyanígy dicsérik a BX4 2250 sorozat kefe nélküli motorját. A kompakt automatizálás portálkezelése során ez a motor hajtja a forgóegységeket, amelyek a szerszámokat vagy alkatrészeket egy adott pozícióba mozgatják. A megfelelő hajtás kiválasztásakor a FAULHABER motorok jellemző erősségei mellett a tartozék alkatrészek elérhetősége is fontos tényező volt, ahogy Christian Mersnik elmondja: „A rendszer ezen pontján rendkívül magas szintű pontosságra és ismételhetőségre van szükségünk. Ezért volt számunkra fontos érv, hogy a FAULHABER ezt a motort a hozzá tartozó többfordulós abszolút jeladóval együtt tudta szállítani. A jeladóból érkező jelek szükségesek a magas gyártási minőség eléréséhez és a minőségbiztosításhoz.”

Az STIWA számára azonban az igazi különbséget az összes alkatrész hosszú élettartama és hosszú távú megbízhatósága jelenti. A vállalat ugyanis a kompakt automatizálással foglalkozó ügyfeleinek nem kevesebb, mint 60 millió löketre garantálja a hibamentes működést. Ezt a hatalmas számot tehát az összes mozgó alkatrésznek is el kell érnie – és ebbe természetesen a motorok is beletartoznak. „Saját alkatrészeinket és a vásárolt alkatrészeket is tartóssági teszteknek vetjük alá” – magyarázza Roland Schiermayr. „Ezekben a tesztekben kopás és kedvezőtlen körülmények révén próbáljuk tönkretenni az alkatrészeket. Csak azok az alkatrésze lesznek beszerelve a gépekbe, amelyek túlélik a tartóssági teszteket. A FAULHABER motorjai megmutatták, hogy képesek megfelelni ezeknek a szélsőséges követelményeknek. Segítségükkel minimális helyigény és a legrövidebb ciklusidő mellett tudjuk elérni saját csúcsértékeinket.”

FAULHABER