Die Bolzenmaschine deckt alle Fertigungsschritte vom Drahteinzug bis zur fertigen Schraube ab.

Die Bolzenmaschine deckt alle Fertigungsschritte vom Drahteinzug bis zur fertigen Schraube ab.Amba, Omron, Samruayruangkal – Fotolia.com

Traditionell setzt die drahtverarbeitende Industrie für jeden Bearbeitungsschritt unterschiedliche, voneinander unabhängig arbeitende Maschinen ein. Das führt häufig zu Problemen bei der Synchronisation der heterogenen Maschinenlandschaft: Entweder produzieren die ersten Maschinen zu schnell, was zusätzlichen Lagerplatz für deren Teile belegt, oder nachgeordnete Maschinen warten auf Material. In jedem Fall ist eine aufwendige interoperative Logistik nötig, die sich negativ auf Produktivität und Effizienz auswirkt. Das Konzept des Unternehmens Aachener Maschinenbau (Amba) mit Sitz in Alsdorf geht einen anderen Weg: Die All-in-One-Bolzen­maschine deckt alle Fertigungsschritte vom Drahteinzug bis zur fertigen Schraube ab. Sie kann vollautomatisch schneiden, vor- und fertigstauchen, mit und ohne induktivem Erwärmen, Sechskante abgraten und Gewinde reduzieren sowie kneifen und walzen. Außerdem ist es möglich, fertig gewalzte Schrauben ­außertaktmäßig zu fräsen. Ein Roboter ordnet die fertigen Teile in Transportboxen ein, worin sie zum Härten transportiert werden. Durch den modularen Aufbau lässt sich die Maschine an unterschiedliche Anwenderwünsche und Fertigungsschritte anpassen.

Der Scara-Roboter legt die fertigen Teile in Transportboxen, in denen sie zum Härten transportiert werden.

Der Scara-Roboter legt die fertigen Teile in Transportboxen, in denen sie zum Härten transportiert werden.Omron

Bei Konzeption und Entwicklung der Anlage arbeiteten die Maschinenbauer eng mit dem Ingenieurbüro Klinken Automation aus Aachen zusammen. Während Amba hauptsächlich für die Mechanik verantwortlich ist, kümmern sich die Aachener Ingenieure um die praxisgerechte Automatisierung der Anlage. Der langjährige Systemintegrator von Omron, setzt in diesem Projekt fast ausschließlich dessen Komponenten ein. „Da wir neben Antrieb und Antriebssteuerung auch zahllose weitere Automatisierungskomponenten von Omron verwenden, vereinfacht sich für uns die Integration. Die einzelnen Geräte harmonieren miteinander und wenn es doch zu Problemen kommt, gibt es einen eindeutigen Ansprechpartner.“

Die Servoantriebe sind am Bolzeneinzug und der Bearbeitungsspindel eingesetzt.

Die Servoantriebe sind am Bolzeneinzug und der Bearbeitungsspindel eingesetzt.Omron, Amba

Motion-Controller statt Kurvenscheibe

Steuerungstechnisches Herz der Maschine ist die Ablaufsteuerung CJ2M. In Kombination mit dem Motioncontroller CJ1W-MC472 und dem Servoantrieb der G5-Serie ergeben sich Positioniersysteme, die nur wenig Einbauplatz benötigen. Bei der Bolzenmaschine ist eine solche Lösung zum Beispiel beim Auffangen des Drahtes nach dem Gewindewalzen eingesetzt. Normalerweise wird die notwendige Bewegungsenergie für die meisten Fertigungsschritte innerhalb der Maschine von der zentral angetriebenen Hauptwelle mechanisch abgegriffen. An dieser Stelle ist das jedoch nicht sinnvoll, da sich die ungleichmäßigen Bewegungsabläufe nur mit einer Kurvenscheibe realisieren lassen. Damit würde es jedoch schwierig, auf Produktänderungen zu reagieren. Stattdessen sind die entsprechenden Bewegungsmuster im Motion-Controller hinterlegt. Der steuert die für Bolzeneinzug und Bearbeitungsspindel eingesetzten Servoantriebe der Baureihe G5. Walter Klinken ergänzt: „Einen weiteren Servoantrieb setzen wir gleich am Fertigungsbeginn ein, wo die Maschine den Draht schneidet. Das geschieht im Stillstand. Der Ablauf ist damit diskontinuierlich und muss gebremst und beschleunigt werden, was sich ebenfalls schwer über die Hauptwelle realisieren lässt.“ Für den Anwender erhöht sich dadurch die Flexibilität der Gesamtanlage. Dieser kann innerhalb kurzer Zeit auf Produktänderungen reagieren und somit auch geringe Losgrößen unterschiedlicher Produkte fertigen.