DEPRAG dodává šroubovací systém pro sluneční ochranu

Společnost SOGA Gallenbach GmbH v Pforzheim navrhuje a vyvíjí speciální stroje. Patří sem také vícenásobný šroubovací automat pro ROMA, jednoho z předních výrobců slunečních systémů, který tímto způsobem spolehlivě spojuje profily. Za tímto účelem dodala SOGA zařízení s několika montážními hlavami. Hloubka šroubování a utahovací moment jsou spolehlivě monitorovány. Požadovanou poháněcí techniku pro osy hlav, jako jsou servo-synchronní motory, planetové a šikmé ozubené převody, stejně jako poháněcí regulátory, dodává STÖBER. V provozu je také extrémně kompaktní a dynamický LeanMotor. Nová bezenkodérová třída motorů STÖBER představuje cenově dostupnou a robustní alternativu k servomotoru. Kromě toho se STÖBER postaral o mechanické dimenzování a návrh. DEPRAG doplňuje partnerství a jako specialista na šroubování dodal potřebné moduly pro funkci šroubování.

„Nabízíme našim zákazníkům speciální vývojové řešení, které mohou ihned po dodání začít produktivně využívat,“ popisuje Fabian Gallenbach svůj požadavek. S deseti zaměstnanci navrhuje a vyvíjí generální ředitel společnosti SOGA Gallenbach GmbH v Pforzheim speciální stroje, řešení pro výrobu přípravků a 3D tisk, a prodává pneumatické komponenty. Zákazníci pocházejí mimo jiné z medicínského a letectví a kosmonautiky – „to jsou odvětví s mimořádnými nároky na přesnost,“ říká Gallenbach. A s přesností má zkušenosti, protože své vzdělání získal u švýcarského výrobce hodinek. Tam se naučil například rozdělit mikrometr na polovinu. Při zakládání firmy bylo jeho cílem přenést tuto naučenou přesnost do strojírenství. Tímto způsobem firma reaguje na stále rostoucí požadavky zákazníků. „Takřka žádné jednoduché požadavky už nedostáváme,“ poznamenává generální ředitel. Při realizaci náročných řešení spoléhá SOGA Gallenbach na podporu vybraných dodavatelů, nebo spíše partnerů. Patří sem již řadu let společnost STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, která sídlí také v Pforzheim, a DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. z bavorského Ambergu.

Šroubování bez dodatečné práce

SPOLEČNOSTI SOGA Gallenbach je s firmou STÖBER v pravidelném kontaktu. To usnadňuje detailní práci na nových projektech již od začátku. Když hledali vhodnou kombinaci motoru a převodu, již často podporovali strojníky – například při vývoji vícenásobného šroubovacího automatu. Zákazníkem je ROMA – přední výrobce slunečních systémů, jako jsou rolety, žaluzie a textilní screeny.

Dosud středně velký výrobce používal při vrtání a šroubování až tří profilových lišt z hliníku nebo plastu s automaticky posuvnou šroubovací jednotkou s podáváním šroubů – bez monitorovacích opatření. „Při hliníkových slitinách vznikají často třísky mezi hlavou šroubu a profilem,“ vysvětluje Gallenbach. Na šroub je nasazena krycí víčka jako viditelný díl. Kvůli třískám se víčko nedá správně nasadit. Zaměstnanci ve výrobě museli často manuálně opravovat. A to ROMA chtěla v budoucnu zabránit.

„Za posledních 15 let jsme vyvinuli více než 50 šroubovacích automatů s točivým momentem od 0,4 do 200 Nm,“ říká Gallenbach. „Tím jsme umožnili našim zákazníkům montovat šrouby bez toho, aby pracovník musel manuálně dotahovat nebo opravovat.“ ROMA chtěla řešení, které předvrtá profily o délkách od 710 do 5710 mm. Pro spolehlivé procesy vyvinula SOGA šroubovací automat, který dokáže monitorovat různé hloubky šroubování a utahovací momenty. „Speciálně pro plastové spojky jsme vyvinuli strategii, při níž náš pneumatický šroubovák pracuje s tlakem impulsů,“ vysvětluje Gallenbach. Protože při závěrečném utahování plastu je potřeba téměř žádný vyšší utahovací moment než během celého procesu šroubování. Proto musí být automat citlivý. Inženýři zařízení navíc vybavili dvěma zásuvkami pro vložení profilových lišt. Tímto způsobem stroj vede profily odděleně nebo synchronně ke zpracování. Díly jsou vloženy a upevněny ručně.

Vhodná kombinace motoru a převodu

Pro SOGA Gallenbach bylo při tomto vývoji důležité mít po boku kompetentního partnera s bezchybně fungujícím produktovým programem – STÖBER. „Zásuvky se posouvají po dvou Y-osech v automatickém režimu,“ popisuje Guido Wittenauer, obchodní zástupce STÖBER, který SOGA zastupuje. Za tímto účelem dodali poháněcí specialisté pro každou zásuvku planetový převod z řady PE v kombinaci s řemenovým a šroubovým pohonem, spolu s synchronním servomotorem EZ.

Zařízení automaticky podává šrouby a šroubuje pneumaticky. Je vybaveno pěti montážními hlavami, které se pohybují nezávisle po ozubené dráze v ose X. „Každou hlavu jsme vybavili osou Z a vrtací osou,“ říká Wittenauer. Pro osu X dodala STÖBER ozubené převody řady ZVPE a synchronní servomotory typu EZ. Pro osu Z jsou rovněž použity motory EZ s šroubovým pohonem. Aby se pět hlav na ozubené dráze navzájem nesrazily, inženýři STÖBER implementovali trojitý kolizní ochranný systém – řídicí systém sleduje jejich polohy vůči sobě, softwareové koncové spínače pro každou osu X jsou parametrizovány podle povoleného pohybového rozsahu a navíc je u každé hlavy mechanický bezpečnostní spínač.

Montážní hlavy, takzvané moduly funkce šroubování (SFM), pocházejí od DEPRAG. Šroubovací jednotka provádí spolehlivé šroubování každý šroub zvlášť. Aby bylo dosaženo požadovaného taktovacího času, používá se robustní vícehlavá verze. Točivý moment je u tohoto modulu individuálně přizpůsoben konkrétnímu šroubovacímu úkolu. DEPRAG šroubovací modul je cíleně a komplexně testován s originálními díly pro specifický výrobní úkol a začleněn do stroje jako funkční stavební prvek. Náklady na vlastní inženýrskou činnost se tak minimalizují. „Naše široké spektrum standardních modulů nabízí efektivní řešení pro každý šroubovací úkol. Ale i speciální případy lze na základě širokého standardního programu realizovat levně a individuálně,“ vysvětluje Daniel Guttenberger, produktový manažer DEPRAG šroubovacích technologií, výhody modulů funkce šroubování. Dodávka potřebných šroubů je zajištěna pomocí vibračního podavače eacy feed. Přitom je pět modulů funkce šroubování současně zásobováno jediným podávacím zařízením! To je možné díky použití vibračního podavače s dvojitou šroubovicí, zvaného také dvojitý přístroj, v kombinaci s trojitým rozdělením.

Pro vrtací hlavu by měl být použit co nejkompaktnější motor s nízkou hmotností. „Tím můžeme minimalizovat hmotnost pohybovaných os pěti os a dosáhnout velmi rychlého polohování,“ popisuje Wittenauer. Kromě vrtání by mělo být možné i následné zahlubování. Vyžadují se proto vysoce dynamické řízení motorů. STÖBER dodal LeanMotor (LM). S tímto novým vývojem lze regulovat otáčky a točivý moment plynule od zastavení až po maximální otáčky s plnou kontrolou točivého momentu – přitom LM pracuje zcela bez enkodéru. Toto řešení je při stejné výkonové kategorii výrazně lehčí a kompaktnější než synchronní motor a je levnější a odolnější než servomotor. S účinností až 96 procent dosahuje motory třídy účinnosti IE5. ROMA tak těží z nižší spotřeby energie a dlouhé životnosti. Každá hlava má tři motory, které lze umístit velmi těsně vedle sebe. „Protože náš LeanMotor nevyžaduje enkodér, je třeba pouze standardní výkonný kabel bez dalších vodičů nebo stínění,“ vysvětluje Wittenauer.

Spolehlivost v pozadí

STÖBER kombinoval motory s devíti dvojitými řídiči z řady SI6. Toto vysoce dynamické řešení pracuje spolehlivě i při náročných pohybech na pozadí. Integrované jsou bezpečnostní funkce STO (Safe Torque Off) a SS1 (Safe Stopp 1), certifikované podle EN 13849-1 (PL e, Kat. 4). „Řídicí jednotka s šířkou pouhých 45 milimetrů je koncipována jako řadový modul,“ říká Wittenauer. „Jeden řídič může řídit až dvě osy. Propojením několika řadičů lze počet řízených os libovolně škálovat.“ Instalace jednotlivých komponent je téměř bezproblémová: patentované moduly Quick-DC-Link umožňují jednoduché zacvaknutí standardních měděných lišt pro rozvod energie a snadnou montáž řídičů. STÖBER také podporuje komunikaci přes Ethernetové průmyslové síťové systémy PROFINET®.

Jako partner však STÖBER dodal nejen vhodné komponenty. „Postarali jsme se také o mechanické dimenzování a návrh,“ říká Guido Wittenauer. Podpora od specializovaného dodavatele pohonů začala již ve fázi nabídky. Obě strany společně projednaly kritické body a krok za krokem je řešily. „Myšlenka, že motor s převodem a ozubeným kolečkem s šikmým zubem tvoří jeden celek na ose X, jsme společně vyvíjeli při projektových jednáních,“ říká ředitel Gallenbach. Při spolupráci samozřejmě pomáhala i prostorová blízkost a dobrý osobní kontakt obou firem. Parametrizace os tak mohla být provedena i jednoduše přímo na místě. „Naše návrhy celého strojního konceptu jsou založeny mimo jiné na výpočtech motortektoniky,“ říká Gallenbach. „Chyba v návrhu by mohla ohrozit celou automatizaci.“

Systémoví integrátoři a výrobci zařízení spoléhají na jasně promyšlené stavební bloky, které lze s vysokou funkčností a úsporou času a nákladů začlenit do konstrukce. Díky standardizaci a modulární konstrukci modulů funkce šroubování DEPRAG odolává enormnímu časovému a nákladovému tlaku, který již v projektové fázi moderního průmyslového zařízení působí. „Naše standardy pro šroubovací jednotky jsou promyšlené a přehledné. To umožňuje výrazně zkrátit plánovací a dodací lhůty,“ popisuje Guttenberger. Kompaktní a robustní konstrukce a jednoduché rozhraní umožňují snadnou integraci šroubovacích jednotek do jakéhokoliv montážního systému. A ROMA? Výrobce slunečních systémů nyní může vyrábět mnohem spolehlivěji – úplně bez dodatečné práce.