在透析装置的模块化装配线中,具有27米大轴距的短齿带驱动是连接和中心驱动元件。对启停模式下高负载下的定位精度提出了最高要求。在肾衰竭的情况下,透析是一种挽救生命的措施--血液清洗,除其他外,清除血液中的污染物,为身体提供钠和钙等重要物质,并平衡钾的水平。除其他外,软管,滚筒夹,套管,连接器和袋构成了透析装置,作为一次性产品,它在病人和实际透析设备之间建立了重要的联系。这些透析装置的大量数量以及对纯度和密封性的极高要求,现在只有在24/7连续运行的非常短周期时间的自动化生产中才能实现。
最重要的是,弯曲软管的处理需要大量的经验。来自Umkirch的特殊机器制造商Knoll Feinmechanik自1982年以来一直专注于柔性部件装配线自动化的艺术。在那里,您可以掌握所有必要的处理步骤,如卷绕,开卷,切割,放置胶带,将部件定位在软管上,以及使用内部计量技术进行紧密粘接,使用超声波技术进行焊接和印刷。Knoll公司的项目经理Thomas Karotsch确信:“几乎没有人敢承担这项任务--尤其是速度,精度和可重复性都不是我们所能做到的。”这位毕业工程师补充说,为什么100%的质量检查在生产中很重要:“如果透析装置泄漏或含有外来颗粒,病人可能会受到严重的健康损害。因此,客户和病人必须对这种产品有极大的信心。“
对于这项复杂的自动化任务,Umkirch的工程师开发了周期时间非常短的线性时钟系统。所展示的系统长近30米,宽约15米,分为各个功能模块。这大大缩短了调试时间,也方便了客户工厂的拆除,运输和重建。此外,客户还可以完全更换单个模块,例如在产品更换期间。在线性循环系统中,60多个货物载体在一个循环中循环。货物载体--重量近30公斤的大型阳极氧化铝板--从一个工位循环到下一个工位,循环长度为1米。模块化系统的连接和中心驱动元件是长边的正时皮带传动,其中心距离为27 m。他们将货物载体从一个站运到另一个站,进行组装,焊接,粘接,填充和测试。
巨大的齿轮电机的扭矩由两个平行排列的正时皮带从一个近500毫米的皮带轮传递到焊接的皮带轮凸轮上。这些螺栓连接到一个不锈钢支架和一个铝制横梁上,在安装状态下不再可见。重型正时皮带的制造商是来自Porta Westfalica的Mulco成员BRECO Antriebstechnik。客户专用凸轮在出厂时已经配备了精确匹配的孔,用于不锈钢支架和横梁之间的螺钉连接。每个货物托架漂浮在两个横梁之间。在装配工位上,从下方垂直移动的定心心轴在十分之一毫米范围内精确地对齐货物托架。精确和可重复的位置是必要的,以确保柔性软管在端口上的机器人组装。
由于大的和非常频繁的加速度或减速与货物托架的高重量有关,凸轮的焊接接头受到很大的应力。迪普。-英。(FH)Mulco销售伙伴Hilger u。的Ren é Pressler。Kern,Mannheim,在这个项目中监督Knoll的自动化专家,并补充说:“为了不改变正时皮带的弯曲度,凸轮只能通过一个齿焊接在一起。因此,可用的焊接面积有限。然而,这些凸轮上的载荷仍然在190牛/厘米的轨道载荷的允许范围内。“此外,正时皮带专家解释说:”或者,我们可以选择螺栓连接的变体。然而,特别是在24/7使用的系统中,您必须记住,这样的螺钉连接也可能松动。只要保持允许的载荷,焊接版本就提供了一个非常耐用和安全的解决方案。“
当两个正时皮带传动并联时,它们的齿对齿公差必须尽可能相等。否则,系统可能会变得紧张。因此,BRECO提供AT20聚氨酯正时同步带为这一应用从一个生产批次。Ren é Pressler继续说:“在这种应用中,整个驱动装置,特别是正时皮带,必须在27米的所有工位上保持精确的位置,以便所有货物载体同时停止。因此,正时皮带必须非常低的拉伸。毕竟,近1.5吨的加速和减速时间不到一秒。“
在低负载运输系统中,正时皮带通常在滑轨上运行,滑轨将运输货物的重量力通过皮带传递到机架中。这是一个经过验证的解决方案。由于高负荷,Knoll选择了一个优雅的替代方案:横梁用螺栓固定在侧面的不锈钢板上,这样它们就可以在滑轨上运行。通过这种方式,Knoll实现了更好的滑动配对,更少的摩擦和磨损,这是洁净室操作的最高优先事项。因为如果空气中的微粒超过了允许的数量,为了安全起见,整批生产必须处理掉,因为有污染的危险!“关于正时同步皮带的可靠性,设计师Dipl。-Ing补充道。Thomas Reiser:“自1998年以来,一个客户有一个全天候运行的系统,到目前为止,没有一个正时皮带被更换。这向我们证明,皮带的设计恰到好处,质量也恰到好处。“
在这种应用中,BRECO正时同步皮带中的拉力是如此之大,以至于必须使用正时皮带锁而不是焊接。为此,Knoll Feinmechanik多年前开发了自己的正时皮带锁,并对其进行了系统优化。这种非常稳定和刚性的锁不能用于任何其他应用。在装配过程中,应注意第一个和最后一个齿再次精确地位于张紧正时皮带的节距公差内。Ren é Pressler总结说:“在这种系统中,拉力是如此之大,通常只有一个无穷无尽的皮带才能传递。因此,锁是这种应用中的一个重要部件,没有锁,驱动器就不可能以这种方式工作。“