MATRIX® 3D-Spanntechnik – Präzises und schnelles Spannen von Freiformteilen in der Messtechnik

In der modernen Messtechnik ist die Prüfung von häufig wechselnden und komplexen Freiformteilen eine zentrale Herausforderung. Die teilespezifischen Vorrichtungen, die dafür benötigt werden, sind oft mit hohen Kosten verbunden. Hier setzt MATRIX® seit 1997 mit seinen flexiblen 3D-Spannsystemen an, die darauf abzielen, spezifische Vorrichtungen zu ersetzen und Ihren Messprozess grundlegend zu revolutionieren.

Das Blue-Clamp-System wurde speziell für die Anforderungen in der Messtechnik sowie für Anwendungen mit geringen Kräften, wie beispielsweise Laserbeschriftung oder leichte Montagen, entwickelt. Mit einer breiten Auswahl an Pin-Größen, die bereits bei einem Durchmesser von einem Millimeter beginnen, wird ein perfekter Halt für jedes Werkstück gewährleistet. Durch das verzugsfreie Spannen mithilfe der MATRIX-Spanntechnik werden präzise Messergebnisse ermöglicht. Zudem lassen sich Messvorrichtungen direkt auf dem Messtisch aus vorgefertigten Koffersets aufbauen.

Wirtschaftlicher Nutzen am Beispiel einer konkreten Kundenanwendung:

• Kosten für eine spezifische Vorrichtung:
  ca. 4.000,- EUR
• Kosten für 10 Vorrichtungen:
  ca. 40.000,- EUR
• Kosten für das MATRIX-Spannsystem (X-Support SXS):
  ca. 8.000,- EUR

Fazit

Durch den Einsatz eines MATRIX-Spannsystems können alle 10 Vorrichtungen durch eine einzige, flexible Lösung ersetzt werden. Die Kosten des MATRIX-Systems amortisieren sich bereits nach der Herstellung der dritten spezifischen Vorrichtung.

Mit der modularen Formspanntechnik von MATRIX® können selbst komplexe Geometrien schnell und sicher fixiert werden. Der Einsatz adaptiver Spannmittel trägt nicht nur zur signifikanten Reduktion der Rüstzeiten bei, sondern spart auch hohe Kosten, die bei der Herstellung teilespezifischer Spannvorrichtungen anfallen würden. Unser Expertenteam steht Ihnen gerne beratend zur Seite, um das passende System für Ihre Anforderungen auszuwählen.

Automatisiertes und flexibles Spannen von Turbinenschaufeln für den Messprozess

Herausforderung: Variabilität und Komplexität der Geometrien

Turbinenschaufeln, sei es für Luftfahrt- oder Gasturbinen, werden in unterschiedlichsten Formen und Größen gefertigt. Diese hohe Varianz stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Schaufeln während des Fertigungs- und Prüfprozesses wiederholt fixiert werden müssen. Aufgrund ihrer komplexen Geometrien sind herkömmliche Spannmittel oft nicht ausreichend, was hohe Kosten für die Entwicklung und Herstellung spezifischer Spannvorrichtungen bedeutet.

In unserer spezifischen Kundenanwendung sollen verschiedene Schaufeltypen von einem Roboter aus einer Vorrichtung gegriffen und anschließend einer Messzelle zugeführt werden, in der sie für den automatisierten Messprozess sicher fixiert werden müssen.

Lösung: Das Flex-Clamp-System von MATRIX®

Das Flex-Clamp-System von MATRIX® bietet eine innovative Lösung für diese Herausforderung. Dieses adaptive Spannsystem kann sowohl als Endeffektor an Robotergreifern montiert als auch als flexible Auflage verwendet werden.
Es besteht aus einer Vielzahl gefederter MATRIX-Pins, die sich beim Schließen des Greifers sofort jeder Werkstückgeometrie
anpassen. Nach dem Anpassen werden die Pins pneumatisch geklemmt, um die Negativform des Werkstücks zu speichern und Greifkraft aufzubringen.

Ein besonderes Merkmal des Flex-Clamp-Systems ist die drucklose Verriegelung, die auch bei einem Ausfall des Druckluftsystems eine sichere Fixierung der Werkstücke gewährleistet. Turbinenschaufeln unterschiedlichster Art können mit nur einem anpassbaren Greifsystem sicher und ohne Beschädigungen gegriffen oder fixiert werden – sowohl am Schaufelblatt als auch am Tannenbaumprofil.

Vorteile und Fazit

Das Flex-Clamp-System von MATRIX® revolutioniert das Werkstückhandling für wechselnde und komplexe Teile, indem es Produktionsstopps für Greiferwechsel eliminiert. Die Notwendigkeit zur Fertigung und Lagerung spezifischer Greiferbacken entfällt, was erhebliche Kosten einspart. Zudem können durch die hohe Flexibilität Greiferbahnhöfe komplett ersetzt werden.

Zusammenfassung

Mit dem Flex-Clamp-System wird die automatisierte und flexible Fixierung von Turbinenschaufeln im Messprozess erheblich erleichtert. Es ermöglicht eine sichere und effiziente Handhabung unterschiedlichster Schaufeltypen, ohne dass spezifische Spannvorrichtungen entwickelt und gelagert werden müssen. Diese Innovation stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Fertigungs- und Prüftechnik dar und bietet Unternehmen die Möglichkeit, ihre Prozesse zu optimieren und Kosten zu senken.

Ein Werkstückträger für alle Teile – Optimierung der Fördertechnik mit dem X-PAD System

Herausforderung in der Fördertechnik

In der heutigen Industrie ist es gängige Praxis, hochkomplexe Werkstücke mit hoher Varianz auf einer einzigen Produktionslinie zu fertigen. Dies stellt die Fördertechnik vor große Herausforderungen. Insbesondere wenn unterschiedlich geformte Werkstücke auf derselben Linie bewegt werden, müssen die Werkstückträger häufig gewechselt werden, was zu Produktionsstopps führt. Diese Stopps, sowie die Kosten für Konstruktion, Fertigung und Logistik von Werkstückträgern, stellen für viele Unternehmen einen erheblichen Kostenfaktor dar.

Die Lösung: Der flexible Werkstückträger X-PAD

Das X-PAD System von MATRIX bietet eine revolutionäre Lösung für diese Herausforderung. Der flexible Werkstückträger passt sich dank einer Vielzahl von Pins jeder Werkstückkontur an. Durch die Technologie der Flex-Station, wird einem X-PAD-Mastermodul vollautomatisiert die Negativform des nächsten zu transportierenden Werkstücks übertragen. Die Grundlage hierfür sind 3D-Daten des Werkstücks im .STP, .STEP oder .STL-Format.

Funktionsweise des X-PAD Systems

Im laufenden Prozess wird die Form des programmierten Masters sekundenschnell auf eine Vielzahl von X-PAD Werkstückträgern kopiert. Dies ermöglicht es, unterschiedliche Produktchargen nahtlos und ohne Unterbrechung zu transportieren. Sollte ein Wechsel zu einer anderen Produktcharge erforderlich sein, wird der X-PAD-Master per Steuerung automatisch auf das nächste Produkt umgestellt.

Vorteile und Fazit

Die X-PAD Werkstückträger, programmiert mit der Flex-Station Technologie, sind universell einsetzbar und wiederverwendbar. Dies eliminiert die Kosten und den Aufwand für Produktionsstopps aufgrund von Werkstückträgerwechseln sowie die Kosten für Konstruktion, Fertigung und Logistik spezifischer Träger. Änderungen an der Werkstückgeometrie können einfach per Mausklick in der MATRIX-Software vorgenommen werden, was zusätzliche Kosten für die Anpassung von Werkstückträgern erspart.

Zusammenfassung

Das X-PAD System von MATRIX bietet eine zukunftsweisende Lösung für die Herausforderungen in der Fördertechnik moderner Produktionslinien. Durch seine Flexibilität und die Integration mit der Flex-Station Technologie, stellt es eine kosteneffiziente und effiziente Methode dar, um die Produktion ohne Unterbrechungen und mit minimalem Aufwand zu optimieren. Unternehmen können dadurch nicht nur Kosten sparen, sondern auch ihre Produktionsprozesse erheblich verbessern und flexibler gestalten.

Revolution im Messprozess: Die programmierte Vorrichtung Flex-Station

In der Luftfahrtindustrie, wo Präzision und Effizienz von entscheidender Bedeutung sind, stellt das Messen von komplexen
Frästeilen aus Aluminium eine enorme Herausforderung dar. Bisher benötigte man in unserer Kundenanwendung für über tausend unterschiedlich geformte Teile jeweils mehrere spezifische Messvorrichtungen – ein kostenintensiver und logistisch aufwendiger Prozess. Ziel ist es nun, mit einer einzigen, flexiblen und programmierbaren Vorrichtung alle Werkstücktypen effizient und wiederholbar zu messen, mit minimalem Rüstaufwand und vollautomatisiert.

Die Herausforderung: Komplexität und Kosten

Die herkömmliche Methode, für jedes Werkstück spezifische Messvorrichtungen zu verwenden, führt nicht nur zu hohen Kosten in Konstruktion, Fertigung und Logistik, sondern auch zu einem enormen zeitlichen Aufwand. Jedes Werkstück muss zudem meist in mindestens zwei Lagen vermessen werden, was die Komplexität weiter erhöht.

Die Lösung: Die Flex-Station von MATRIX

Die Flex-Station von MATRIX setzt neue Maßstäbe im Bereich der Vorrichtungen und Werkstückträger. Dank der fortschrittlichen MATRIX-Software lassen sich 3D-Daten der Werkstücke in Formaten wie .STP, .STEP oder .STL in die Software einlesen und auf den bekannten MATRIX Pin-Modulen positionieren. Die Software berechnet die Pin-Positionen, die anschließend als Programm gespeichert werden. Diese Programme können von der Anlagensteuerung automatisch aufgerufen und ausgeführt werden, wodurch die Pins hochpräzise und wiederholbar eingestellt werden. Anschließend wird die erstellte Vorrichtung per Roboter beladen.

Vorteile und Optimierungen

Mit der Einführung der Flex-Station können spezifische Vorrichtungen komplett ersetzt werden. Dies führt zu einer signifikanten Reduzierung von Personalkosten für die Konstruktion spezifischer Vorrichtungen sowie von Fertigungs- und Lagerkosten. Die Flexibilität und Programmierbarkeit der Vorrichtung minimiert den Rüstaufwand und maximiert die Effizienz im Messprozess.

Fazit

Die Implementierung der Flex-Station in den Messprozess der Luftfahrtindustrie illustriert, wie durch innovative Technologien Prozessoptimierungen und Kosteneinsparungen erzielt werden können. Diese Technologie ermöglicht eine flexible, effiziente und präzise Messung komplexer Werkstücke und setzt einen neuen Standard in der Automatisierung von Messprozessen.

Auszug aus Matrix-Software

Die Werkstücke auf den Abbildungen entsprechen nicht den Teilen der beschriebenen Kundeanwendung.

Das Flex-Clamp MINI-System

In der heutigen, schnelllebigen Produktionslandschaft sind Effizienz und Präzision unerlässlich, insbesondere wenn es um die Handhabung und Montage von Kleinteilen geht. Ein herausforderndes Szenario in diesem Bereich ist die automatisierte Montage von elektronischen Steckern, die in verschiedenen Formen und Größen vorliegen. Die Aufgabe besteht darin, diese Steckergehäuse automatisiert von einem Rüttelband abzuholen und sie exakt vor einer Montageanlage zu positionieren, welche dann das Kabel einsteckt. Eine besondere Herausforderung hierbei ist, dass eine Taste am Stecker während des Greifprozesses nicht betätigt werden darf.

Die Herausforderung: Vielfalt und Präzision

Die Vielfalt der Steckerformen und -größen stellt ein signifikantes Hindernis dar, das eine flexible und gleichzeitig präzise Lösung erfordert. Zudem muss das Greifsystem in der Lage sein, die Teile optisch zu erkennen und ohne Beschädigung oder Fehlfunktion zu handhaben. Dies erfordert eine innovative Lösung, die sich an die unterschiedlichen Werkstückkonturen anpassen kann, ohne dabei kritische Komponenten wie die besagte Taste zu beeinträchtigen.

Die Lösung: Flex-Clamp MINI-System

Das Flex-Clamp MINI-System von MATRIX® ist eine revolutionäre Entwicklung im Bereich der Robotergreifsysteme. Es bietet eine flexible Greiflösung, die sich sofort jeder Werkstückkontur anpasst, Kräfte aufnimmt und Bauteile wiederholgenau bewegen kann. Dieses System ermöglicht es, teilespezifische Greiferbacken komplett zu ersetzen, wodurch der Produktionsstillstand durch Greiferwechsel eliminiert wird. Eine solche Innovation spart nicht nur wertvolle Zeit, sondern optimiert den gesamten Montageprozess des Endkunden erheblich.

Dank des exakten Formschlusses, den das Flex-Clamp MINI-System ermöglicht, wird eine sehr geringe Greifkraft benötigt. Dies ist ein entscheidender Vorteil, da so die Werkstücke nicht verformt werden und kritische Bedienelemente bei den Steckern unberührt bleiben. Das System garantiert somit eine sichere und effiziente Handhabung der Steckergehäuse, ohne das Risiko einer Beschädigung oder eines unbeabsichtigten Betätigens der Taste.

Fazit

Das Flex-Clamp MINI-System von MATRIX® repräsentiert einen bedeutenden Fortschritt in der Technologie der Robotergreifer. Es adressiert erfolgreich die Herausforderungen, die mit der Vielfalt und der erforderlichen Präzision bei der automatisierten Montage von elektronischen Steckern einhergehen. Durch die Implementierung dieses Systems können Unternehmen ihren Montageprozess signifikant verbessern, Effizienz steigern und die Produktivität erhöhen. Es ist ein glänzendes Beispiel dafür, wie innovative Technologien die Industrie 4.0 vorantreiben und Produktionsprozesse auf ein neues Niveau heben können.