SMC Customer Case: Positionssensor von SMC verwandelt 360-Grad-Fensterholzschleifmaschine von MB Maschinenbau in echtes Multitalent
Zum Multitalent gemacht:
Schleifmaschine für Fensterteile schleift jetzt auch Türzargen
Autor: Nils Boy, Sales Engineer bei SMC Deutschland GmbH
Zieht es? Dann passt der Fensterrahmen oder die Türzarge nicht perfekt. Damit es im Haus warm bleibt und das Produkt gut aussieht, müssen die Bauteile für Fenster und Türen hochakkurat produziert und perfekt geschliffen sein. In herkömmlichen 360-Grad-Schleifautomaten können allerdings entweder nur Fenster- oder Türkomponenten verarbeitet werden. MB Maschinenbau hat jetzt ihre ROBA Fentech Profilschleifmaschine für Fensterrahmenhölzer mit minimalem Konstruktionsaufwand auch für Türzargen fit gemacht. Kombiniert mit einem optischen Sensor sorgt der Positionssensor D-MP von SMC dafür, dass die Maschine Werkstücke rundum optimal erkennt.
Holz braucht nicht nur sprichwörtlich den letzten Schliff – bevor ein Werkstück für die Auslieferung bereit ist, durchläuft es mehrere Schleifschritte, vom Holzroh- über den Lackzwischenschliff bis zum Feinschliff. Dabei ist die Teilevielfalt fast unüberschaubar und der Schliff per Hand sehr zeit- und personalaufwendig. Nur mit hochautomatisierten Lösungen lässt sich die Produktionseffizienz erhöhen. MB Maschinenbau hat mit der ROBA Fentech Profilschleifmaschine eine passende Anlage entwickelt. Sie erkennt automatisch jede einzelne Werkstück-Kontur und stellt ihre Schleifelemente entsprechend ein. Für Türzargen kam sie bisher allerdings noch nicht in Frage, weil diese „Nasen“ für den Einbau haben, die die Maschine mit ihrem optischen Sensor nicht erfassen kann. Mit einem zusätzlichen Zylinder und optischen Sensor hat MB Maschinenbau die Anlage jetzt auch für Türzargen fit gemacht. Dank einem Positionssensor von SMC erkennt die Maschine eingelegte Türkomponenten.
Die 1992 in Herford gegründete MB Maschinenbau GmbH entwickelt, produziert und vertreibt Schleif- und Sondermaschinen für die Holz- und Metallindustrie – von der Stückzahl eins bis zur Serienproduktion. In den vergangenen Jahren lag der Fokus dabei auf der Holzbearbeitung mit dem Schwerpunkt Schleifen. Neben dem Firmensitz in Herford vertreibt das Unternehmen seine Spezialmaschinen auch international über eine Tochtergesellschaft im US-Bundesstaat North Carolina.
Schleifautomat für große Teilevielfalt
Beim Design von Fensterrahmen sind der Fantasie fast keine Grenzen gesetzt. Entsprechend hoch ist die Vielfalt der Holzteile, die bearbeitet werden müssen. „Das macht das Schleifen von Fensterrahmen-Teilen zu einer besonders anspruchsvollen Aufgabe, denn die Maschine muss dabei ohne großen Rüstaufwand eine hohe Varianz bewältigen“, sagt Ronald Busch, Geschäftsführer und Inhaber von MB Maschinenbau. „Am Ende sollen nicht nur alle Teile perfekt zusammenpassen, auch Ästhetik und Haptik müssen stimmen.“ Für die perfekte Oberfläche muss also entweder zeitaufwendig per Hand zum Schleifpapier gegriffen werden oder es braucht eine flexible, automatische Lösung.
Deshalb hat MB Maschinenbau die ROBA Fentech entwickelt. Die Schleifmaschine arbeitet vollautomatisch. Wird ein Werkstück vorne in die Maschine eingelegt, erkennt ein optischer Sensor über dem Eingang dessen Form und Maße und positioniert die Schleifwerkzeuge im Innern der Maschine über einen in der SPS hinterlegten Algorithmus. Mit einem Durchmesser von 400 mm gewährleisten die Schleifwerkzeuge eine optimale Berührung mit der Holzoberfläche. Die Aggregate verfügen zudem über eine Ein- und Aussetzsteuerung, die einen zu aggressiven Schliff der Kurzkanten verhindert. Ein neuartiges Vakuumtransportsystem befördert selbst kleine Werkstücke durch die Anlage, die in herkömmlichen Schleifmaschinen nicht bearbeitet werden können.
Schleifmaschine für Türen fit machen
Viele Kunden von MB Maschinenbau verarbeiten nicht nur Fensterrahmen, sondern auch Türzargen. „Das stellt unsere Schleifmaschinen vor eine besondere Aufgabe“, erläutert Petra Darnauer-Busch, Konstruktionsleiterin bei MB Maschinenbau. „Türzargen haben in der Regel ein L-förmiges Profil. Dessen linker Schenkel, der immer links am Vakuumtransportsystem herunterhängt, variiert dabei in der Länge. Diese Hobelnasen an der Unterseite konnte der optische Sensor unserer ROBA Fentech bisher nicht erkennen oder vermessen.“ Der kurze L-Schenkel der Türzarge liegt nach der Montage auf dem Mauerwerk des Türdurchbruchs und deckt den Anschluss ab. Er ist oft ins Türdesign eingebunden – seine Maße und Fräskontur kann damit sehr unterschiedlich sein. Um diese Varianz in die numerische Maschinensteuerung einzubetten, hätte man eine ganz neue Maschine konstruieren müssen.
MB Maschinenbau wählt eine besonders effiziente Lösung: Die Experten für Sondermaschinen passen die bewährte ROBA Fentech Profilschleifmaschine für die Verarbeitung von Türzargen an. „Bei diesem Umbau war die Hauptaufgabe, die Länge der Nasen an den Türzargen zuverlässig zu erkennen“, sagt Ronald Busch. „Nur so kann die Schleifmaschine ihre Werkzeuge präzise positionieren und das Werkstück zuverlässig und optimal bearbeiten.“ Die MB Maschinenbau GmbH nutzt deshalb den Positionssensor D-MP in Kombination mit einem pneumatischen Zylinder von SMC in ihrer ROBA Fentech. „Dabei arbeitet der analoge Positionssensor mit einem optischen Sensor zusammen“, erläutert Petra Darnauer-Busch, Konstruktionsleiterin bei MB Maschinenbau. Sobald ein Werkstück eingelegt wird, tritt das Sensoren-Tandem in Aktion. Während der optische Sensor das Ende der Hobelnase identifiziert, fährt der mit dem D-MP ausgerüstete Zylinder vor und klemmt das Holzteil. Aus der so gemessenen Endposition der Kolbenstange und der optisch gemessenen Position des Nasenendes errechnet die Steuerung der Schleifmaschine deren Länge und stellt die unteren Schleifwerkzeuge entsprechend ein.
Der Positionssensor D-MP lässt sich einfach auf praktisch allen SMC-Zylindern mit Befestigungsnut montieren. Mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,1 mm ist er enorm präzise und zudem kompatibel mit dem Kommunikationsstandard IO-Link. So bringt er nicht nur seine Messergebnisse schnell in die Berechnungen der Anlagensteuerung ein, sondern kann auch aus der Ferne parametriert und überwacht werden. „Dank seiner Schutzklasse IP67 ist der Sensor darüber hinaus staub- und wassergeschützt und sorgt damit für einen langfristig zuverlässigen Betrieb“, wie Petra Darnauer-Busch berichtet.
Präzises Multitalent für Fenster oder Türen
Die ROBA Fentech Schleifmaschine wird so zum echten Multitalent. „Mit minimalen baulichen Veränderungen können wir unseren Kunden jetzt eine genau für ihre Anforderungen passende Schleifmaschine liefern“, freut sich Ronald Busch. „Egal, ob für Türzargenprofile oder Fensterrahmenhölzer. Das ist bisher einzigartig in der Branche. Der Positionssensor von SMC ist das Kernstück dieser Entwicklung, er passt genau zu unseren Anforderungen.“
Zitatgeber: Ronald Busch, Geschäftsführer und Inhaber von MB Maschinenbau
[Bild 1 + 2] Wird ein Werkstück vorne in die ROBA Fentech Schleifmaschine von MB Maschinenbau eingelegt, erkennt ein optischer Sensor seine Maße und stellt die Schleifwerkzeuge automatisch optimal ein – dank innovativen Lösungen von SMC bearbeitet die Maschine jetzt auch Türzargen reibungslos.
[Bild 3] Türzargen haben Hobelnasen, die für einen einzelnen optischen Sensor nicht erkennbar sind. Pneumatische Zylinder von SMC klemmen deshalb die Werkstücke am Maschineneingang der ROBA Fentech von MB Maschinenbau – so lässt sich die Höhe der Nasen erkennen.
[Bild 4 + 5] In Kombination mit einem zusätzlichen optischen Sensor und pneumatischen Zylindern misst der Positionssensor D-MP von SMC die Höhe der Hobelnasen von Türzargen und ermöglicht es der ROBA Fentech Schleifmaschine von MB Maschinenbau damit, sich perfekt auf das Werkstück einzustellen.
01.08.2020
