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Smooth Tube
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Innenbearbeitung von Rohren

„Dreimal polieren bitte“, heißt es für die Rohre mit Innenkontur, die innen ganz sauber und glatt werden sollen. Dass das auch klappt, dafür sorgt eine Lösung zum Kantenbrechen, Entgraten und Polieren der Tiroler Firma EM-Technik. Komponenten von Festo sind bei jedem Bearbeitungsschritt dabei.

Die Anforderung: Kanten brechen und polieren
Auf der Maschinen geht es um die Innenbearbeitung von Präzisionsrohren. Die gehärteten, innen gehonten Rohre wurden im sogenannten QPQ-Verfahren (Quench-Polish-Quench) gefertigt. Durch das bei der Herstellung eingesetzte Ziehverfahren – mittels einer Ziehnuss wird die Kontur (ein zweiter Durchmesser) in einem Rohr erstellt – entstehen unerwünschte Grate an der Innenkontur, die beseitigt werden müssen. Ebenso müssen die Kanten gebrochen und die Rohre innen im Links- und im Rechtslauf poliert werden. Diese Aufgaben werden dank der Maschine von EM-Technik vollautomatisiert erledigt. Nur das Einlegen der Rohre erfolgt noch manuell.

Zitat Text

„Ob Elektrik oder Pneumatik – im Festo Handhabungsbaukasten gab es für jede Aufgabenstellung die richtige Lösung.“

Fabian Höpperger, Geschäftsführer von EM-Technik

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Der Blick ins Detail:
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  • Ein DGSL-Hubzylinder führt den Innengreifer zum Rohr – dann wird das Rohr vom Greifer aufgenommen und mithilfe eines DRRD-Schwenkantriebs mit einer 180° Schwenkbewegung in die Anlage eingeschwenkt.
  • Das Absenken des Rohres zum Parallelgreifer HGPD auf der Rundschaltanlage erfolgt mit dem DGSL.
  • Elektrische ELGR-Zahnriemenachsen mit EMMS-Schrittmotoren sorgen für perfekte Präzision bei den Bewegungsabläufen in Z-Richtung.
  • Die Ansteuerung der elektrischen Antriebe übernehmen insgesamt neun Motorcontroller CMMO-ST.
  • Übergeordnet arbeitet eine CPX mit integriertem Steuerungsprozessor CECC. Die pneumatischen Greifer werden von der CPX-MPA-Ventilinselkombination angesteuert.
  • Ein Elektrozylinder vom Typ EPCO 25 sorgt für die präzise Kippbewegung des Werkzeugs in die geforderte Schräglage. Eine ELGA-Zahnriemenachse erledigt dabei die Ausrichtung der gesamten Station als Ausgleich zur Kippbewegung.

Die Lösung
Greifen, schwenken und los geht‘s
Im ersten Schritt werden die Rohre in ein Trägersystem auf einem Förderband eingelegt und gepuffert. Ein DGSL-Hubzylinder führt an der ersten Station – der Be- und Entladung – den Innengreifer zum Rohr – dann wird das Rohr vom Greifer aufgenommen und mithilfe eines DRRD-Schwenkantriebs mit einer 180° Schwenkbewegung in die Anlage eingeschwenkt. Nun erfolgt mit dem DGSL das Absenken des Rohres zum Parallelgreifer HGPD auf der Rundschaltanlage. Dieser Außengreifer nimmt das Rohr auf, positioniert es und taktet es zur nächsten Station weiter. Eine Besonderheit der Präzisionsteile sind die beiden unterschiedlichen Innendurchmesser. An der ersten Bearbeitungsstation wird nun der größere Innendurchmesser in einer Drehrichtung bearbeitet und poliert.

Bürste in Bewegung
Für die Bearbeitung werden mittels Dreibackengreifer automatisch aus einem Wechselmagazin Messingbürsten aufgenommen. Die im Rechtslauf rotierenden Bürsten werden an der ersten Station der Anlage in vertikalen Hubbewegungen durch das Rohr geführt. Das Rohr selbst bleibt während der Bearbeitungsvorgänge permanent im Außengreifer gespannt. An dieser und allen nachgelagerten Bearbeitungsstationen sorgen elektrische ELGR-Zahnriemenachsen mit EMMS-Schrittmotoren von Festo für perfekte Präzision bei den Bewegungsabläufen in Z-Richtung.

Ein Bürstenmagazin für rund 500 Rohre
Die vom Bedienpersonal vorbereiteten Schnellwechselmagazine enthalten jeweils neun Polierbürsten – jede hat eine Standzeit von rund 50 bis 60 Rohren. An einer Leerstation werden automatisch „verbrauchte“ Bürsten abgelegt und aus dem Magazin eine neue Bürste entnommen. Der drehbare Magazinteller wird durch einen Schrittmotor EMMS bewegt. Sind alle der darauf befindlichen Bürsten aufgebraucht, ertönt ein Signalton. Nach einer Tasterbetätigung durch den Werker an der Anlage fährt das leere Magazin dank einer DGC-Achse automatisch horizontal aus der Anlage aus und kann gegen ein vollgefülltes, neues Magazin getauscht werden. Die Ansteuerung der elektrischen Antriebe übernehmen insgesamt neun Motorcontroller CMMO-ST. Übergeordnet arbeitet eine CPX mit integriertem Steuerungsprozessor CECC. Die pneumatischen Greifer werden von der CPX-MPA-Ventilinselkombination angesteuert. Für die optimale Druckluftversorgung zeichnet eine Wartungseinheit der Reihe MS 4 verantwortlich.

Erst rechts dann links
Im zweiten Bearbeitungsbereich am Rundtisch wird nun der kleinere Innendurchmesser zunächst im Rechtslauf auf Vordermann gebracht. Das Verfahren gleicht dabei Station  eins: Die rotierenden Messingbürsten werden in Hubbewegungen durch das Rohr bewegt. Damit in diesem Teil des Rohres auch wirklich gründlich poliert, die Kanten gebrochen und etwaige Grate entfernt werden können, wiederholt sich dieser Vorgang bei Station drei – diesmal jedoch im Linkslauf.

Eine Bonus-Runde
Station vier bleibt kleineren Stückzahlen für Sonderanfertigungen vorbehalten. Diese Varianten müssen auch an einem Teil der Außenkontur nachbearbeitet werden. Im Besonderen handelt es sich um eine Schräge am Außendurchmesser. Um diese entsprechend bearbeiten zu können, müssen die Bürsten an einer Schwenkstation soweit ausgelenkt werden, bis der Winkel der Einlaufschräge erreicht ist. Anschließend kann nun diese schräge Fläche in gewohnter Manier poliert werden. An dieser „Spezialstation 4“ ist zusätzlich ein Elektrozylinder vom Typ EPCO 25 montiert, der für die präzise Kippbewegung des Werkzeugs in die geforderte Schräglage sorgt. Eine ELGA-Zahnriemenachse
erledigt dabei die Ausrichtung der gesamten Station als Ausgleich zur Kippbewegung.

Das war’s – nach rund 15 Sekunden am Rundtakttisch hat das Rohr den Ausgangspunkt wieder erreicht und die fertigen Teile können entnommen werden. Schon heißt’s für die nächsten Rohre: „Ab zum Entgraten und Polieren“.

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