Robot in een behuizing naast een scherm met afbeeldingen

Lineaire bewegingstechnologie

Robot en servopers: Fritten persen in een flits

Web Editorial Team Editor

08/10/2024 8 min

Voor de geautomatiseerde assemblage van fritten voor de chemische industrie heeft Cerasus GmbH, de Zwitsere fabrikant voor speciale machines, een flexibele robotmodule geïmplementeerd. De servopers van Bosch Rexroth, geïntegreerd in de module, verhoogt de productiviteit, proceskwaliteit en flexibiliteit bij de frittenassemblage.

In de speciale machinebouw is er niets kant-en-klaar. En toch helpen gestandaardiseerde oplossingspakketten om bij de engineering en implementatie veel kostbare tijd te besparen. Cerasus is gevestigd in het Zwitserse Steinen, en vereenvoudigt complexe assemblagetaken met behulp van een mechatronisch subsysteem voor pers- en verbindingstoepassingen van Bosch Rexroth. Het wordt klaar voor installatie geleverd en kan met de geïntegreerde krachtsensor ook meetfuncties in kaart brengen.
Het complete mechatronische pakket van Bosch Rexroth wordt gebruikt in een module voor de assemblage van zogenaamde fritten, ontwikkeld in opdracht van Cerasus. Deze kleine, cilindervormige smoorklepelementen, gemaakt uit metaal, worden in een huls geperst om debietbegrenzers te produceren voor de medische en chemische technologie.

Flexibele robotcellen met een zesassige robot en de Smart Function Kit Pressing

De CERAFLEX assemblagecel bestaat uit een zesassige robot van Fruitcore Robotics en de Smart Function Kit Pressing is een servopers van Bosch Rexroth, klaar voor installatie, waarmee verschillende verbindingsprocessen en meetfuncties snel en eenvoudig kunnen worden geïmplementeerd. Het bijzondere aan de Rexroth-oplossing: Het mechatronische subsysteem bestaat uit componenten die optimaal op elkaar zijn afgestemd en vooraf zijn geconfigureerd, en wordt geleverd met vooraf geïnstalleerde besturingssoftware.

Bovendien hebben gebruikers de keuze of ze de Smart Function Kit voor pers- en verbindingstoepassingen online configureren, ontwerpen en bestellen met gebruik van intelligente eTools of hem - net zoals Cerasus - in overleg met Bosch Rexroth ontwerpen voor een specifieke toepassing. Beide opties verkorten de benodigde engineeringstijd. CAD-gegevens en documentatie kunnen daarna via de online configurator gedownload worden."Voor onze klantspecifieke oplossingen waarderen we de toegewijde en deskundige ondersteuning op het gebied van engineering van Bosch Rexroth", zegt Gabriel Bösch, algemeen directeur van Cerasus."Dit is niet vanzelfsprekend in de branche en maakt voor ons het verschil."

Aan de rechterkant is "Horst", een cobot van Fruitcore te zien, aan de linkerkant de ctrlX Core besturing van Rexroth in een aluminium frame

Precisiewerk: De servopers is gebaseerd op de Smart Function Kit van Bosch Rexroth (links) en perst milimeterkleine elementen, zogenaamde fritten, in metalen omhulsels. (Afbeelding: Cerasus GmbH)

De compacte CERAFLEX assemblagemodule met een modulaire servopers van Bosch Rexroth werkt tot wel 10 uur lang autonoom. (Afbeeldingsbron: Cerasus GmbH)

Smart Function Kit: Tijdbesparend en flexibel

Met behulp van de in bedrijf gestelde CERAFLEX-assemblagemodule heeft Cerasus het voordien handmatige, monotone proces van de assemblage van frits voor haar klanten geautomatiseerd. Met als resultaat dat grotere hoeveelheden sneller geproduceerd kunnen worden. Naast het inbrengen, persen en meten is de categorisering van de geproduceerde gasklepelementen nu ook volledig automatisch. Na het meten van de stromingsweerstand plaatst een asrobot de producten in verschillende bakken om de afgekeurde van de OK-onderdelen te scheiden en om gasklepelementen met specifieke meetwaarden tijdelijk op te slaan voor andere toepassingen.

Precieze, reproduceerbare processen met de modulaire servopers

In vergelijking met de manuele frit-assemblage werkt de modulaire servopers van Bosch Rexroth met een significant hogere accuraatheid en processtabiliteit."Het persproces vereist daarom exacte waarden voor beweging en kracht", legt Bösch uit. Dankzij de geïntegreerde functie voor kwaliteitsbewaking met kracht-verplaatsingsmeting kan Cerasus het proces analyseren en continu verbeteren. Te grote toleranties kunnen meteen herkend worden aan de beginkracht die moet worden uitgeoefend. Defecte onderdelen worden zo in een vroeg stadium gedetecteerd en schade aan de tool wordt voorkomen.

Jaarproductie in drie maanden van automatisering

De CERAFLEX-module kan autonoom tot tien uur lang en in tweeploegendienst de klok rond werken. Met een cyclustijd van ongeveer een minuut kunnen de robot en de servopers nu in zeer korte tijd de vorige jaarproductie aan. Vanwege deze tijdsbesparing voegde de fabrikant een tweede taak aan de CERAFLEX-module toe. Hiervoor gebruikt Cerasus een andere Smart Function Kit met een nominale kracht van 12 kN en bijbehorende grotere elektromechanische cilinder. De rest van de apparatuur blijft ongewijzigd, waardoor de module in een halve dag kan worden omgebouwd. De tweede perstoepassing heeft een geïntegreerde lengtecontrole. De nodige afstandsmeting wordt uitgevoerd door middel van de kracht-verplaatsingsregistratie, inclusief de pershoogte.

Aan de rechterkant op de voorgrond is "Horst' te zien, een cobot van Fruitcore, aan de linkerkant achteraan de ctrlX Core besturing van Rexroth in een aluminium frame

In gebruik: milimeterkleine elementen, bekend als fritten, worden door de servopers, gebaseerd op de Smart Function Kit van Bosch Rexroth (links), in metalen omhulsels geperst. (Afbeelding: Cerasus GmbH)

Hoge flexibiliteit dankzij het open besturingsplatform ctrlX CORE

De robotmodule dankt haar hoge mate aan automatisering en productiviteit zowel aan de door Cerasus ontwikkelde besturingssoftware als aan de combinatie tussen een flexibele servopers en het open besturingsplatform ctrlX CORE van Bosch Rexroth."We kozen niet alleen voor de Smart Function Kit Pressing dankzij zijn hoge kostenefficiëntie, maar ook vanwege de eenvoudige en snelle aanpassing van het persproces", legt Bösch uit."Het besturingsplatform ctrlX CORE maakte indruk op ons met een extreem korte levertijd en met het grote aantal open interfaces en flexibele uitbreidingsmogelijkheden via apps, waardoor we een duurzame basis voor verschillende projecten hebben."

Links: Smart Function Kit Pressing; midden: het ctrlX besturingscentrum; rechts: twee armen die het display vasthouden. Het display toont een graphic

Efficiënt persen, vormen en testen: De Smart Function Kit Pressing is een compleet mechatronisch pakket voor nominale krachten tot 70 kN (maximale kracht to 72 kN). De voorgeïnstalleerde besturingssoftware maakt een snelle en eenvoudige ingebruikname, opstart en procesmonitoring mogelijk. (Afbeeldingsbron: Bosch Rexroth AG)

Eenvoudige installatie van web-HMI's

Cerasus geprogrammeerde modulaire software voor de robotmodule, inclusief een HMI-interface."De twee-in-een oplossing werd goed ontvangen door onze klant, aangezien ze ruimte bespaart voor een aparte machine en de productie flexibeler maakt", geeft Bösch aan. In beide gevallen wordt het volledige systeem via het ctrlX CORE besturingsplatform en bijpassende ctrlX I/O-modules bestuurd. De CERAFLEX-software geprogrammeerd in CODESYS neemt de interactie met de individuele componenten over. De WebIQ-HMI integreert ook de platformonafhankelijke besturingssoftware van de Smart Function Kit in het machineoverzicht. Met behulp van WebIQ kunnen web-HMI's voor ctrlX AUTOMATION zelfs zonder uitgebreide programmeerkennis gecreëerd worden. Dit omvat een eenvoudige procesbesturing met weinig displays. De WebIQ-app van de ctrlX World Partner Smart HMI draait rechtstreeks op de ctrlX CORE. Het partnernetwerk ctrlX World bereidt de automatiseringstoolkit van ctrlX AUTOMATION uit met hardware en nieuwe apps en biedt op die manier een maximale flexibiliteit.