Die Firma Maschinen-Förder-Produkte (MFP), Hersteller von Förderband- und Anlagentechnik für unterschiedlichste Industriezweige und Anwendungsbereiche, wurde von einem Kunden mit der Modernisierung eines bestehenden Förderkonzepts für eine Kunststoffspritzgießanlage beauftragt. In dieser durchlaufen die produzierten Palettenkufen zum Abkühlen einen Etagenförderer von MFP, der mehr als 30 Kufen gleichzeitig fasst. Da warme Spritzgießteile aus Kunststoff zum Verformen neigen, müssen sie während des Abkühlprozesses präzise in Form gehalten werden, um die gewünschte Endqualität zu gewährleisten. Diese Aufgabe übernehmen exakt positionierte Druckbalken. Der Kunden wünschte nun eine vollautomatische Verstellung der Druckbalken, um Rüstzeiten zu minimieren und zugleich eine 100%ige Wiederholbarkeit zu erreichen.

Ein Etagenförderer von MFP zum Abkühlen warmer ­Spritzgießteile aus Kunststoff.

© MFP

In der modernisierten Anlage übernehmen automatisierte Linearachsen die Positionierung der Druckbalken. Sie setzen sich aus Doppelrohr-Achsen von RK Rose+Krieger und eigens darauf abgestimmten elektromotorischen Stellantrieben von Lenord + Bauer zusammen. Insgesamt kommen 18 automatisierte Zustellachsen für die Positionierung der Druckbalken zum Einsatz – sechs auf jeder der drei Etagen des Etagenförderers.

Da die Achsen vergleichsweise hohe Biegemomente kompensieren müssen, wählte MFP Doppelrohr-Einheiten vom Typ ‚EPX30‘. Die robusten, selbsthemmenden Rohrsystem-Lineareinheiten verfügen über eine Gleitführung und eine Trapezgewindespindel. Im vorliegenden Anwendungsfall ist diese Spindel über ein Kugellager gelagert. Für Einsätze in Umgebungen mit feinen Stäuben kann sie optional mit einem Gleitlager ausgerüstet werden. Sie ist mit einem angetriebenen und einem mitlaufenden, zweiten Führungsschlitten ausgestattet, die beide mit einer Aufspannplatte verbunden sind. Der größere Stützabstand zwischen den Schlitten sorgt für die hohe (Biege-) Momentenaufnahme der Achse. Gleitbuchsen in den Führungsschlitten verringern das Antriebsmoment an den Führungsrohren und minimieren den Verschleiß am Schlitten. Die Doppelrohr-Einheit eignet sich für die Hand- und Motorverstellung sowie für den Einbau in beliebiger Lage bei Umgebungstemperaturen von 0 bis +60 °C und weist eine Steigungsgenauigkeit von ±0,2 mm/300 mm Hub auf.

Stellantriebe für die automatische ­Positionierung

Jede Achse ist mit einem Stellantrieb vom Typ ‚Powerdrive ‘ von Lenord + Bauer automatisiert. Aufgrund der beengten Einbausituation wurden speziell für solche Einsätze konzipierte Antriebe mit gestuftem Gehäuse verwendet. Bei einer Einbautiefe von 96 mm bieten sie ein Nennmoment von 5 Nm. Jeder Stellantrieb ist eine komplette mechatronische Einheit bestehend aus Brushless-DC-Motor, 32-Bit-Mikroprozessor, Endstufe und Getriebe.
Für den festen Sitz des Antriebs direkt auf dem Spindelende der Linearachse sorgt ein von Lenord + Bauer für die ‚EPX30‘ entwickeltes Adapterkit. Dieses enthält neben der kraftschlüssigen Wellenverbindung auch eine Drehmomentstütze, die auftretende Kräfte aufnimmt und das erforderliche Loslager bildet. 

Zur Anbindung der Stellantriebe in die Anlage dient die dezentrale Steuereinheit ‚Powerdrive-Box‘ von Lenord + Bauer. Sie regelt bis zu fünf Antriebe, versorgt sie mit Spannung und ermöglicht die Kommunikation. Eine steckbare Schnittstelle erleichtert das Einbinden der Box in gängige Industrienetze und sichert den Datenaustausch mit der Anlagensteuerung. In der Maschine von MFP ist das Positioniersystem über Profinet mit einer S7-314 von Siemens gekoppelt. Fertige Softwarebausteine binden das Positioniersystem in die Steuerung ein, in der in einer Rezepturverwaltung die verschiedenen Kufentypen abgelegt sind. Nach dem Auswählen des Rezepts fahren die Stellantriebe automatisch zur entsprechenden Position.

Autor:
Bernd Klöpper ist Marketingleiter bei RK Rose+Krieger in Minden.