Aufgrund der stetig steigenden Variantenvielfalt, der immer geringeren Produktlebenszyklen und der sinkenden Prognosesicherheiten moderner Produkte müssen Produktionsanlagen heute neben einer großen Stückzahl auch eine hohe Flexibilität garantieren. Den Erfolgen der Flexibilisierung im Bereich der Montageautomaten folgend müssen zukünftig auch die Anlagen der Zuführtechnik flexibler und zugleich leistungsfähiger gestaltet werden. Darüber hinaus müssen moderne Zuführsysteme auch eine geringe Störanfälligkeit und eine schonende Bauteilhandhabung aufweisen.

Vor diesem Hintergrund wurde in einem von der AiF geförderten Projektes ein flexibles, modulares Zuführsystem (Abbildung 1) entwickelt, das auf dem heute weit verbreiteten Vibrationswendelförderer (VWF) aufbaut. VWF sind kostengünstig, Platz sparend und zudem durch den Betrieb in Eigenfrequenz auch sehr energieeffizient. Das neue Zuführsystem verbindet diese Vorteile mit einer hohen Flexibilität durch den Austausch von Ordnungsschikanen an Standard-Schnittstellen, einer schonenden Teilezuführung, einer zuverlässigen Orientierung auch an kleinen Ordnungsmerkmalen und einer erhöhten Ausbringleistung.

Dabei werden die Ordnungsschikanen beim neuen System auf einem Ordnungsring angebracht, der um den VWF angeordnet ist und einen separaten Antrieb aufweist. Die Bauteile in Falschlagen werden beim Aussortieren in der Schlüsselschikane aktiv in die Wunschlage gedreht und nach einem Ringumlauf mit den Bauteilen aus dem VWF zusammengebracht. Während der zusätzliche Antrieb die Schwingungsabstimmung erschwert und deshalb derzeit teure Frequenzregelgeräte eingesetzt werden, kommt es bei der Bauteilzusammenführung bei verschiedenen Bauteilgeometrien verstärkt zu Verklemmern.

Abbildung 1: Flexibles modulares Zuführsystem

Ziele des Projektes

• Vermeidung der Störungen beim Zusammenführen der Bauteilströme

In diesem Projekt sollen für relevante Bauteilgeometrieklassen allgemein funktionsfähige und gleichzeitig kostengünstige Zusammenführungsstrategien entwickelt und erprobt werden. Diese Strategien werden in einem Baukasten zusammengefasst, wo sie bei der Neukonzeption einer Ordnungslösung anhand bestimmter, ausschlaggebender Geometriemerkmale schnell ausgewählt und umgesetzt werden können.

• Abstimmen der Eigenfrequenz bereits in der Konstruktionsphase

Entgegen dem konventionellen, rein methodisch-experimentellen Vorgehen soll in diesem Vorhaben das komplette Zuführsystem mechanisch modelliert werden. Dabei ist es das Ziel, bereits in der Konstruktionsphase die Ordnungsschikanen so zu gestalten, dass die Betriebsfrequenz bei einfacher oder doppelter Netzfrequenz liegt und diese auch beim Schikanenwechsel konstant bleibt. Damit entfällt die zeitaufwendige manuelle Abstimmung des Zuführsystems. Zudem können die teueren Frequenzregelgeräte durch billige Amplitudenregelgeräte ersetzt werden, was zusätzlich die Kosten des Zuführsystems senkt.

• Minimierung der Schwingungsübertragung an die Umgebung

Schwingen VWF und Ringsystem in gleicher Frequenz, so können sich deren Amplituden durch phasenversetzte Ansteuerung der beiden Antriebe gegenseitig bis zu einem gewissen Maß kompensieren. Durch entsprechende Anordnungen der Schwingmassen soll dies so weit verstärkt werden, dass eine Unabhängigkeit des Förderverhaltens vom Aufstellort erreicht wird.