DEPRAG dostarcza systemy wkręcające do systemów osłony przeciwsłonecznej

Firma SOGA Gallenbach GmbH w Pforzheim projektuje i rozwija maszyny specjalistyczne. Do tego należy również wielozadaniowy automat do wkręcania dla ROMA, jednego z wiodących producentów systemów osłon słonecznych, który bezpiecznie łączy profile. W tym celu SOGA dostarczyła system z wieloma głowicami montażowymi. Głębokość wkręcania i moment dokręcania są niezawodnie monitorowane. Wymagana technika napędowa dla osi głowic, taka jak serwo-synchronizowane silniki, planetarne i ślimakowe przekładnie oraz regulatory napędu, pochodzi od STÖBER. W użyciu jest również niezwykle kompaktowy i dynamiczny LeanMotor. Nowa bezenkodowa klasa silników STÖBER stanowi tanią i wytrzymałą alternatywę dla silników serwo. Ponadto STÖBER zajęło się mechanicznym projektowaniem i wymiarowaniem. DEPRAG uzupełnia partnerstwo i jako specjalista od wkręcania dostarczyła niezbędne moduły funkcji wkręcania.

„Oferujemy naszym klientom rozwiązania specjalne, które mogą od razu po dostawie wdrożyć w produkcji”, opisuje Fabian Gallenbach swoje założenie. Z dziesięcioma pracownikami, dyrektor firmy SOGA Gallenbach GmbH w Pforzheim, projektuje i rozwija maszyny specjalistyczne, rozwiązania dla budowy urządzeń oraz druku 3D, a także sprzedaje komponenty pneumatyczne. Klienci pochodzą między innymi z branży medycznej oraz lotniczej i kosmicznej – „są to branże o szczególnych wymaganiach dotyczących precyzji”, mówi Gallenbach. A z precyzją zna się doskonale, ponieważ swoje wykształcenie odbył u szwajcarskiego producenta zegarków. Tam nauczył się dzielić mikrometr na pół. Podczas zakładania firmy jego celem było przeniesienie tej wyuczonych precyzji do przemysłu maszynowego. W ten sposób firma odpowiada na coraz rosnące wymagania klientów. „Praktycznie nie dostajemy już prostych zapytań”, zauważa dyrektor. Przy realizacji wymagających rozwiązań SOGA Gallenbach korzysta z wsparcia wybranych dostawców lub, lepiej mówiąc, partnerów. Do nich od lat należy STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, również z siedzibą w Pforzheim, oraz DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. z Bawarii w Amberg.

Śruby bez poprawek

Ze STÖBER firma SOGA Gallenbach utrzymuje regularny kontakt. Ułatwia to szczegółowe prace przy nowych projektach. Gdy poszukiwano odpowiedniej kombinacji silnika i przekładni, specjaliści od napędów często wspierali producentów maszyn – na przykład przy opracowywaniu wielozadaniowego automatu do wkręcania. Klientem jest ROMA – wiodący producent systemów osłon słonecznych, takich jak rolety, żaluzje i ekrany tekstylne.

Dotychczas średniej wielkości producent korzystał z automatycznego urządzenia do wiercenia i wkręcania do trzech profili z aluminium lub tworzywa sztucznego, wyposażonego w automatyczną jednostkę wkręcającą z podajnikiem śrub – bez nadzorczych środków. „Zwłaszcza przy stopach aluminiowych odlewach powstają często wióry między głowicą wkrętową a profilem”, wyjaśnia Gallenbach. Na śrubę nakładana jest nakładka zamykająca jako element widoczny. Wióry uniemożliwiają dokładne nałożenie nakładki. Pracownicy w produkcji musieli wielokrotnie poprawiać ręcznie. A ROMA chciała tego uniknąć w przyszłości.

„Przez ostatnie 15 lat opracowaliśmy ponad 50 automatów do wkręcania z momentami od 0,4 do 200 niutonometrów”, relacjonuje Gallenbach. „Umożliwiliśmy naszym klientom montaż śrub bez konieczności ręcznego dokręcania lub poprawek”. ROMA potrzebowała rozwiązania, które dodatkowo przedwierca profile o długości od 710 do 5710 milimetrów. Aby zapewnić niezawodne procesy, SOGA opracowała automat do wkręcania, który może monitorować różne głębokości wkręcania i momenty dokręcania. „Specjalnie dla połączeń z tworzywami opracowaliśmy strategię, w której nasz pneumatyczny wkrętacz pracuje z impulsami ciśnienia”, wyjaśnia Gallenbach. Ponieważ tworzywa podczas końcowego dokręcania wymagają niemal takiego samego momentu końcowego jak podczas całego procesu, automat musi pracować wrażliwie. Inżynierowie wyposażyli system także w dwie szuflady do wkładania profili. Dzięki temu maszyna może prowadzić profile oddzielnie lub synchronicznie do obróbki. Elementy są wkładane i mocowane ręcznie.

Odpowiednia kombinacja silnika i przekładni

Dla SOGA Gallenbach podczas tego rozwoju ważne było, aby mieć kompetentnego partnera z pełnym asortymentem produktów – STÖBER. „Szuflady poruszają się po dwóch osiach Y w trybie automatycznym”, opisuje Guido Wittenauer, pracownik działu sprzedaży STÖBER, który obsługuje SOGA. W tym celu specjaliści od napędów dostarczyli dla każdej szuflady planetarną przekładnię z serii PE z paskiem i ślimakiem, połączoną z synchronizowanym serwo-silnikiem EZ.

System automatycznie podaje śruby i dokręca je pneumatycznie. Automat jest wyposażony w pięć głowic montażowych, które na niezależnej śrubie poruszają się po zębatym pręcie w osi X. „Każdą głowicę wyposażyliśmy w osi Z i wiercącą”, mówi Wittenauer. Dla osi X STÖBER dostarczył ślimakowe przekładnie z serii ZVPE oraz synchronizowane serwo-silniki EZ. Dla osi Z również stosuje się silniki EZ z ślimakiem. Aby pięć głowic na zębatym pręcie nie kolidowało ze sobą, inżynierowie STÖBER wprowadzili potrójną ochronę przed kolizją – sterowanie monitoruje wzajemne pozycje, a w każdej osi X parametryzowano programowe krańcówki z dopuszczalnym zakresem ruchu, a dodatkowo na każdej głowicy znajduje się mechaniczny wyłącznik bezpieczeństwa.

Głowice montażowe, tzw. moduły funkcji wkręcania (SFM), pochodzą od DEPRAG. Jednostka wkręcająca zapewnia procesowo bezpieczne wkręcanie śrub. Aby osiągnąć pożądany cykl pracy, stosuje się wytrzymałą wielowrzecionową konstrukcję. Zakres momentu dokręcania jest indywidualnie dostosowywany do konkretnego zadania wkręcania. Moduł wkręcania DEPRAG jest celowo i kompleksowo testowany z oryginalnymi częściami do konkretnego zadania produkcyjnego i wpasowuje się jako funkcjonalny element do maszyny. W ten sposób minimalizuje się własny nakład inżynieryjny. „Szeroki zakres naszych standardowych modułów obejmuje efektywne rozwiązania dla każdego zadania wkręcania. Ale także rozwiązania specjalne można realizować na podstawie szerokiego standardowego programu, w sposób kosztowo efektywny i indywidualny”, wyjaśnia Daniel Guttenberger, menedżer produktu ds. technologii wkręcania DEPRAG, zalety modułów funkcji wkręcania. Podawanie potrzebnych śrub odbywa się za pomocą podajnika wibracyjnego eacy feed. Przy tym wszystkie pięć modułów funkcji wkręcania jest zasilanych jednocześnie z jednego urządzenia podającego! Jest to możliwe dzięki zastosowaniu podajnika z podwójnym spirale, zwanego także urządzeniem bliźniaczym, w połączeniu z potrójnym rozdzielaniem.

Dla wrzeciona wiercącego powinien być zamontowany możliwie jak najmniejszy silnik o niskiej masie własnej. „Dzięki temu możemy ograniczyć masę do przemieszczania dla pięciu osi i osiągnąć bardzo szybkie pozycjonowanie”, opisuje Wittenauer. Oprócz wiercenia, konieczne jest także późniejsze wykonywanie fazowania. W tym celu wymagane są wysokodynamiczne układy sterowania silnikami. STÖBER dostarczyło LeanMotora (LM). Dzięki temu nowemu rozwiązaniu można regulować prędkość obrotową i moment obrotowy płynnie od zera do maksymalnej prędkości z pełną kontrolą momentu – przy tym LM pracuje całkowicie bez enkodera. Rozwiązanie jest przy tej samej mocy znacznie lżejsze i bardziej kompaktowe niż silnik asynchroniczny, a tańsze i bardziej wytrzymałe od silnika serwo. Przy sprawnościach do 96 procent silniki osiągają klasę efektywności IE5. ROMA korzysta z tego rozwiązania, ciesząc się mniejszym zużyciem energii i długą żywotnością. Każda głowica posiada trzy silniki, które można bardzo blisko umieścić. „Ponieważ nasz LeanMotor nie wymaga enkodera, potrzebny jest tylko standardowy kabel zasilający bez dodatkowych przewodów lub ekranowania”, wyjaśnia Wittenauer.

Niezawodny w tle

STÖBER połączył silniki z dziewięcioma podwójnymi regulatorami osi z serii SI6. To wysoce dynamiczne rozwiązanie działa niezawodnie w tle nawet przy wymagających ruchach. Wbudowane są funkcje bezpieczeństwa STO (Safe Torque Off) i SS1 (Safe Stopp 1), certyfikowane zgodnie z EN 13849-1 (PL e, kat. 4). „Sterownik napędu, o szerokości zaledwie 45 milimetrów, jest zaprojektowany jako moduł szeregowy”, mówi Wittenauer. „Jeden regulator może obsługiwać do dwóch osi. Dzięki połączeniu kilku regulatorów można dowolnie skalować liczbę obsługiwanych osi”. Instalacja poszczególnych komponentów jest praktyczna: opatentowane moduły Quick-DC-Link umożliwiają łatwe kliknięcie standardowych szyn miedzianych do rozdziału energii oraz łatwy montaż regulatorów. STÖBER wspiera również komunikację poprzez przemysłowy system sieci PROFINET®.

Jako partner, STÖBER dostarczył nie tylko odpowiednie komponenty. „Zajęliśmy się także mechanicznym wymiarowaniem i projektowaniem”, mówi Guido Wittenauer. Wsparcie specjalisty od napędów rozpoczęło się już na etapie ofertowania. Obie strony wspólnie omawiały kluczowe punkty i krok po kroku je realizowały. „Pomysł, aby silnik z przekładnią i kołem zębatym z nachyloną przekładnią tworzyły jedną całość, opracowaliśmy wspólnie podczas rozmów projektowych”, mówi dyrektor Gallenbach. Przy współpracy oczywiście pomagała bliska odległość i dobry kontakt osobisty między firmami. Parametryzacja osi mogła więc odbywać się również bezproblemowo na miejscu. „Projekt naszego całego koncepcji maszyn opiera się na obliczeniach, między innymi w zakresie techniki silnikowej”, mówi Gallenbach. „Gdyby wystąpił błąd w wymiarowaniu, mógłoby to zagrozić całej automatyzacji”.

Systemowi integratorzy i producenci maszyn stawiają na jasno przemyślane moduły maszynowe, które można zintegrować w konstrukcji w sposób oszczędzający czas i koszty, przy wysokiej funkcjonalności. Dzięki standaryzacji i modułowej budowie modułów funkcji wkręcania DEPRAG przeciwdziała ogromnej presji czasowej i kosztowej, z którą już na etapie projektowania musi się mierzyć nowoczesny przemysł maszynowy. „Nasze standardy dla jednostek wkręcania są sprytnie przemyślane i przejrzyste. Umożliwia to znacznie krótsze czasy planowania i dostaw”, opisuje Guttenberger. Zwarta i wytrzymała konstrukcja oraz proste interfejsy umożliwiają łatwą integrację jednostek wkręcania w dowolny system montażowy. A ROMA? Producent systemów osłon słonecznych może teraz produkować znacznie bezpieczniej – bez poprawek.