Eine Publikation der Binkert Medien AG
Vom Kundenauftrag zur individuellen Systemlösung : Ausgabe 01/02/2016, 09.02.2016

Greifen heisst begreifen

Geht beim Vakuum-Spezialisten Schmalz eine Kundenanfrage ein, startet am Stammsitz in Glatten ein Prozess aus vielen aufeinander abgestimmten Schritten.

Schmalz ist der weltweit führende Anbieter in der Automatisierungs-, Handhabungs- und Aufspanntechnik und bietet Kunden aus zahlreichen Branchen innovative und effiziente Lösungen aus dem Bereich der Vakuum-Technik. Die Produkte von Schmalz werden in ganz unterschiedlichen Produktionsprozessen eingesetzt – wie zum Beispiel als Greifer an Roboterarmen in der Karosseriefertigung, in CNC-Bearbeitungszentren als Aufspannlösung für Möbelteile oder mit einem Bediener bei manuellen Hebeaufgaben von Kartonagen bis Solarmodulen. Die Kunden schöpfen bei Schmalz entweder aus dem breiten Komponentenprogramm oder profitieren von einer Komplettlösung, speziell auf ihre Bedürfnisse angepasst. Dabei setzt Schmalz auf konsequente Kundenorientierung, wegweisende Innovationen, herausragende Qualität und umfassende Beratungskompetenz. Das Unternehmen beschäftigt am Hauptsitz in Glatten (Schwarzwald) und in 16 Niederlassungen im Ausland rund 900 Mitarbeitende.

Von der Konzeptfindung über das Engineering bis hin zur Inbetriebnahme beim Kunden arbeiten die Vakuum-Experten Hand in Hand. Greifen heisst aus deren Sicht, die Kundenwünsche und -anforderungen zu verstehen, sie damit sinnbildlich zu «begreifen» und sie schliesslich in einer individuellen Systemlösung umzusetzen.

Einzelschritte erforderlich

Eine Kundenanfrage aus den USA macht deutlich, welche Einzelschritte schliesslich in eine erfolgreiche Lösung münden. Ein führender Roboterintegrator in den USA wünscht eine Handhabungslösung zum Palettieren von Kunststoffgläsern unterschiedlicher Grössen und zum Aufbau von Stapeln aus verschiedenen Lagen – neben den Gläsern auch Kartontrays, Zwischenlagen und Deckrahmen. Das Greifsystem muss nach Kundenwunsch eine FDA (Food and Drug Administration)-konforme Kontaktfläche haben und 50 000 Kunststoffgläser pro Stunde umsetzen können. Die Anfrage erreicht den Hauptsitz in Glatten über das Schmalz-Systemhaus in den USA. Nachdem der grundlegende Funktionsablauf geklärt ist, erfassen die Fachleute anhand einer ausführlichen Checkliste wichtige Details zu den einzelnen Werkstücken wie Masse, Gewicht, Eigensteifigkeit und Oberflächenqualität.

Das richtige Konzept

Die Auslegung der Vakuumtechnik ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Projektierung. Erste Saugversuche mit Originalwerkstücken finden bereits bei Schmalz in den USA statt. Daraus resultieren wichtige Werte wie minimaler und maximaler Unterdruck, Volumenstrom, Leckage und Qualität der Dichtplatte. Weitere Tests mit Originalwerkstücken folgen bei Schmalz in Glatten. Die Rasterauslegung für eine energieoptimierte Anordnung der Saugzellen hängt von mehreren Parametern ab: Randdurchmesser, Geometrie, Belegungsgrad, Taktzeit und Behältergrösse zur Auslegung der Vakuumtechnologie. Je nach Verfahrgeschwindigkeit, Gewicht und Dichtplattengeometrie lässt sich der erforderliche Volumenstrom und der Druck an der Saugzelle ermitteln. Steht die Anzahl der Saugzellen, deren Geometrie und der erforderliche Unterdruck fest, errechnen die Experten den genauen Vakuumbedarf am Greifer und legen Vakuum-Verteilung und Luftführung fest. Die gesamte erforderliche Leistung ergibt sich schliesslich aus den ermittelten Werten zuzüglich des Druckverlusts aller durchströmter Geometrien wie Schläuche, Filter und Ventile. Mit Hilfe von Gebläsekennlinien mit detaillierten Werten zum Arbeitspunkt entscheiden die Ingenieure über die geeignete Vakuum-Erzeugung. Aus den bislang gewonnenen Erkenntnissen und der profunden Praxiserfahrung von Schmalz folgen schliesslich Kalkulation und Angebot.

Kickoff-Meeting und Tests

Die Konzeption aus Glatten überzeugte den Kunden – er erteilte Schmalz den Auftrag für den Greifer. Nach Auftragserteilung startet die Arbeit des Konstrukteurs: Entwürfe von Baugruppen entstehen mittels CAD am Computer. Als Standardwerkzeug bei der Festigkeitsberechnung kommt FEM (Fi­nite-Elemente-Methode) zum Einsatz. Bei der Dichtplatte bevorzugen die Schmalz-Experten eine Version mit mehr als 3300 Saugstellen. Zur Unterstützung des Kunden entsteht ein Aktor-Sensor-Layout und der zugehörige Funktionsablaufplan. Aus vielen Einzelkomponenten entwerfen die Konstrukteure schliesslich den vollständigen Greifer am Schirm. Der Kunde kann die von Schmalz zur Verfügung gestellten CAD-Modelle direkt in seine Anlage inte­grieren. Vom Computer geht es anschliessend in die Fertigung: Ist das Greifsystem fertig montiert, folgen umfangreiche und intensive Tests bei Schmalz in Glatten. Jeder einzelne Funktionsschritt steht auf dem Prüfstand. Die Ingenieure untersuchen unter anderem Haltekraft, Ansaugzeit, Ablege­zeit, Luftverbrauch sowie Systemdruck und erfassen die gewonnenen Daten. Das Greifsystem muss die Kunststoff-Gläser sicher greifen, die Zwischenlagen ohne Verformungen aufnehmen sowie Deckrahmen und Kartontrays positionsgenau ablegen. Erst wenn alle Funktionen prozesssicher, schnell und präzise ablaufen, ist das System frei für den Versand.

Auslieferung und Inbetriebnahme

Letzter Schritt ist die Auslieferung und Inbetriebnahme beim Kunden. Der Schmalz-Service steht den Mitarbeitern des Kunden in der Folge mit Rat und Tat zur Seite, gibt Einweisungen und erklärt Arbeits- und Funktionsweise des Greifers. Sollte es nach der Abnahme des Systems durch den Kunden Fragen geben, hilft der After-Sales-Service. Das Unternehmen hat die Anforderungen des Kunden verstanden: Nach einer Durchlaufzeit von drei Monaten ab Auftragserteilung läuft der Greifer inzwischen erfolgreich im Zweischicht-Betrieb beim Endkunden in den USA.


Info
Schmalz GmbH
8309 Nürensdorf
Tel. 044 888 75 25
Fax 044 888 75 29
schmalz@schmalz.ch
www.schmalz.com 

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Für einen führenden Roboterintegrator in den USA entwickelte Schmalz eine Handhabungslösung zum Palettieren von Kunststoffgläsern unterschiedlicher Größen und zum Aufbau von Stapeln aus verschiedenen Lagen – neben den Gläsern auch Kartontrays, Zwischenlagen und Deckrahmen. (Bilder: J. Schmalz GmbH)


Konstruktionszeichnung des vollständig konstruierten Greifers.

Innovationen in der Vakuumtechnik

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