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Technologiesprung beim Warmeinsenken Premiere auf der Automatica: HENKEL + ROTH machen erstmals flexibles Buchsen-Warmeinsenken in fünf Bearbeitungsdimensionen möglich. Das Warmeinsenken von Metall-Gewindebuchsen in Kunststoffteile geht jetzt auch in Fünf-Achs-Bearbeitung. Auf der diesjährigen Automatica hat ein innovatives Bearbeitungszentrum der Anlagenbauer HENKEL + ROTH GmbH aus der thüringischen Technologieregion Ilmenau seine Premiere. Der neuentwickelte Montageautomat verbindet die erstmals für diese Anforderung realisierte schnellere und präzisere Fünf-Seiten-Bearbeitung mit einem neuartigen Konzept zum Vereinzeln, Erwärmen und geregelten Einsenken verschiedener Inserttypen. "Damit kommen wir der wachsenden Nachfrage nach zeit- und kostensparenden Lösungen entgegen", erklärt Matthias Roth, einer der beiden Geschüftsführer des Unternehmens. Kunststoffteile, die Metallkomponenten ersetzen, sind in zahlreichen Branchen immer stärker auf dem Vormarsch. Vor allem im Fahrzeugbau benötigt man für Saugrohre, Zylinderkopfhauben, Verkleidungen, Gehäuse und andere Kunststoffteile stabile Befestigungspunkte durch nachträglich eingesenkte metallische Gewindebuchsen. Ein Plus an Zeitgewinn und Präzision HENKEL + ROTH, spezialisiert auf Sondermaschinen und kundenspezifische Montage-Automationslösungen für Handhabung, Robotik und Transfer, haben in ihrer mehr als fünfzehnjährigen Erfahrung mit Entwicklung und Bau von Warmeinsenkautomaten schon einige Innovationen realisiert. Das Kunden-Portfolio des Ilmenauer High-Tech-Unternehmens, das nach DIN EN ISO 9001:2008 zertifiziert ist, umfaßt namhafte Adressen aus der Automobil-Zulieferindustrie, der Medizin-, Elektro- und Solartechnik, der Haushaltsgeräte-, Konsumgüter- und Verpackungsindustrie und vieler anderer Branchen. Die diesjährige Messeneuheit, die im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsprojekts entstanden ist, erlaubt das freie Positionieren sowohl der Kunststoffteile als auch der Buchsen durch ein servomotorisches Fünf-Achsen-System, das Zahnriemen- und Spindelachsen für die X-, Y- und Z-Verfahrwege mit einer Schwenkachse und einem Drehtisch zur Aufnahme der Wechselvorrichtung kombiniert. So werden die Vorteile eines Fünf-Achs-Bearbeitungszentrums auch für das Warmeinsenken nutzbar: weniger Umspannvorgänge, höhere Bearbeitungspräzision und damit gesteigerte Produktivität. Zeit- und Präzisionsgewinne bietet auch die zweite Innovation des von HENKEL + ROTH entwickelten Bearbeitungszentrums. Statt in einem Durchlaufofen werden die Buchsen einzeln induktiv durch Hochfrequenztechnik erwärmt. Weil die Erwärmung und Übergabe der mit einer Schlauchzuführung transportierten einzelnen Buchsen (Inserts) direkt am Einsenkkopf erfolgt, verkürzen sich die Verfahrwege, auch das spart wertvolle Bearbeitungszeit. Variable Zuführung und Erwärmung Eine weitere Besonderheit: Dank der Einzelzuführung ist die variable Erwärmung jeder einzelnen Buchse möglich. So kann der Fügeprozess für jede Bohrung im Kunststoffteil individuell optimiert werden. Der Montageautomat ist damit nicht nur für die Handhabung von Buchsen mit unterschiedlichen Gewindedurchmessern einsetzbar, es können auch die Abkühlzeiten und Buchsenüberstände für jedes Metallinsert separat gewählt werden. Die Qualität der Schraubverbindung hängt maßgeblich vom definierten Buchsenüberstand ab. Um so wichtiger, dass der HENKEL + ROTH-Montageautomat Buchsen mit einer Genauigkeit von ± 0,05 mm bezogen auf den zum umlaufenden Bohrungsrand am Kunststoffteil geregelt eingesenkt werden kann. Das Kunststoffteil dient dabei nicht als Anschlag für die Presse, sondern wird mit einem Sensor angetastet. Mit diesem bewährten Verfahren, das bereits frühere Warmeinsenkautomaten der Ilmenauer Anlagenbauer auszeichnet, wird die Einpresstiefe mit geringer Tastkraft gemessen und laufend nachgeregelt; so reagiert die Anlage flexibel auf elastische Verformungen des Kunststoffteils, die während des Einpressens laufend ausgeglichen werden. Auf diese Weise lassen sich auch sehr dünnwandige oder leicht nachgebende Kunststoffteile mit höchster Präzision bearbeiten. Ein spezieller Einsenkkopf mit schwimmender Lagerung der Buchsen gleicht dabei Positionstoleranzen der Bohrungen aus, die bedingt durch Schwund des Kunststoffteils auftreten können. Vielfältige Automatisierungsoptionen Entscheidende Rationalisierungsvorteile lassen sich mit dem Fünf-Achs-Warmeinsenkautomaten der HENKEL + ROTH GmbH zudem durch vielfältige zusätzliche Automatisierungsmöglichkeiten realisieren. Durch die Optimierung des Haltens und durch blasluftunterstützten Abkühlens der Buchsen nach dem Einsenken sind minimale Taktzeiten möglich; das Fördersystem für die Inserts kann ohne Anhalten der Automatik nachgefüllt werden. Die Werkstücke können entweder manuell oder vollautomatisch im Zusammenwirken mit einem stationären oder mobilen Roboter, wie auf der Automatica gezeigt, eingelegt und entnommen werden. Das Spannsystem arbeitet mit selbstidentifizierenden Wechselplatten für die unterschiedlichen Kunststoffteile. Der Automat kann dadurch sehr schnell auf einen neuen Werkstücktyp umgerüstet werden. Je nachdem, welchen Teiletyp das System identifiziert hat, werden die Positionsdaten für den Einsenkkopf und das Buchsenhandling aus einer Datenbank geladen, in der die typenspezifischen Prozessparameter gespeichert sind. Ein weiterer Pluspunkt ist die komfortable Bedienung durch eine benutzerfreundliche Menüführung über Touch-Screen. Die robuste Konstruktion der auf einem stabilen Stahlgestell aufgebauten Anlage nimmt statische und dynamische Lasten sicher auf. Durch seine kompakte Architektur mit eingebautem Schaltschrank integriert sich der HENKEL+ROTH-Montageautomat leicht in die Prozesskette jedes Kunststoffbearbeiters, der in Zeiten anhaltend steigenden Kosten- und Termindrucks von den Zeit- und Präzisionsvorteilen des flexiblen Buchsen-Warmeinsenkens in fünf Bearbeitungsdimensionen profitieren will. HENKEL + ROTH GmbH auf der Automatica 2010 in München: Halle A1, Stand 315
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