Angetriebene Formatverstellung in der Inspektionstechnik: Schmierfrei und modular

Wie prüft man 900 Schrauben oder 700 Spritzgussteile pro Minute auf Beschädigung? Wer sich diese Frage stellt, findet bei der Gefra GmbH die richtige Antwort. Das 1995 gegründete Unternehmen hat sich darauf spezialisiert, automatisierte Anlagen für die schnelle und genaue optische Prüfung und Vermessung von Bauteilen zu entwickeln.
Die Optisort-Maschinen der Gefra GmbH nutzen Kameratechnik in Verbindung mit automatisierter Zuführung und sehr schnellen Rechnersystemen. Für die Prüfung werden die Prüflinge vereinzelt über ein Transportband an den Kameras vorbeigeführt. Auch 360°-Prüfungen mit vier Kameras sind möglich. Gutteile werden schließlich aktiv ausgeschleust, fehlerhafte Teile separiert.
All das geschieht mit einer Geschwindigkeit, bei der das menschliche Auge kaum mithalten kann. Die Anlagen prüfen mehrere hundert Teile pro Minute, teilweise mehr als 50.000 Stück pro Stunde.
Bei der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Anlagen stieß durch das hohe Tempo sogar die Mechanik, also die Zuführung, an ihre Grenzen. Aber auch die Rechengeschwindigkeit kam an ihr Limit. Immerhin muss das System die Daten von acht oder zehn Kameras auswerten und innerhalb von Millisekunden Entscheidungen treffen.
Für eine weitere Optimierung der Anlagen wurde die Beleuchtung überarbeitet, mit der die Prüflinge für die Kameras ins richtige Licht gesetzt werden. Der Abstand der Leuchten zum Prüfling variiert je nach Produkt und erforderte bislang das manuelle Verstellen der Leuchten über ein Stellrad mit Skala.
Der Vorgang sollte daher in das Programm integriert und dadurch automatisiert und reproduzierbar gemacht werden. Ein ganz entscheidendes Kriterium für die dafür benötigte Lineartechnik: Sie sollte komplett ohne Schmierstoffe arbeiten können. Die Antriebe dürfen keine Fremdstoffe abgeben, die den Prüfprozess beeinträchtigen könnten. Schließlich befinden sich die Leuchteinheiten direkt über, neben und unter den zu prüfenden Objekten. Ebenso wichtig war die kompakte Bauform der Antriebseinheiten. Da die elektrische Verstellung als Option angeboten wird, muss sie sich in die bestehende Konstruktion integrieren lassen. Und zuletzt sollte die gesamte Einheit mit Motor, Schlitten und Befestigung einbaufertig aus einer Hand bezogen werden.

Auf der Suche nach geeigneten Linearantrieben wurden die Gefra-Ingenieure in unserem drylin Programm fündig. Das drylin Portfolio besteht neben Linearführungen auch aus biegefesten Linearachsen, die einen Schlitten aus dem Hochleistungspolymer iglidur mit einer Antriebsspindel kombinieren. Basierend auf diesen Lineartischen wurde später das drylin E-Programm entwickelt (E wie elektrisch). Das sind komplette Linearantriebseinheiten, bei denen ein Schrittmotor über einen optionalen Flansch und eine optionale Klauenkupplung mit der Achse verbunden wird und diese antreibt.
Mit dieser Achse schafft Gefra heute die Voraussetzung dafür, die Leuchtenverstellung in die PC-Steuerung und somit in den jeweiligen Prüfplan zu integrieren.
Die neue angetriebene Linearverstellung wurde zunächst in einer Anlage zur Prüfung von Dichtungen erprobt. Hier werden gleich vier Spindellineartische vom Typ drylin SAW-0630 mit Elektroantrieb, Motorflansch und integrierter Klauenkupplung eingesetzt, die über einen Controller an den PC des Systems angeschlossen sind. Die Linearachsen haben einen Hub von 60 mm, für den ein NEMA 17-Schrittmotor zuständig ist, der Lasten bis 1000 g mit einer Genauigkeit von +/- 0,5 mm verfährt. Die Antriebe passen sich bestens in die Umgebung ein und erfüllen damit die Anforderung von Gefra, ihren Kunden eine möglichst modulare angetriebene Linearverstellung anzubieten. Und auch das Ziel einer schmierfreien Umsetzung der Formatverstellung konnte erreicht werden. Denn in den Schlitten der SLW Linearachsen sind Gleitfolien aus iglidur verbaut, einem speziellen Werkstoff, der selbstschmierend arbeitet und auch ohne zusätliche Schmierung von außen zuverlässig arbeiten. Nicht nur werden dadurch die Prüflinge vor Schmierfetten bewahrt, auch können sich die Kunden regelmäßige Wartungsmaßnahmen so einsparen.