Produktive und flexible Gleitförderung kleiner Bauteile auf phasenflexiblen Schwingförderern mit piezoelektrischen 2D-Antriebselementen

Mikrotechnische Produkte werden heutzutage in großer Variantenvielfalt sowohl als Massenprodukte als auch in kleinen bis mittleren Stückzahlen produziert. Bei der Herstellung dieser Produkte kommt der automatisierten Zuführtechnik eine besondere Bedeutung zu. Diese sollte eine produktive, flexible und möglichst auch schonende Bereitstellung der Teile ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine produktive und flexible Gleitförderung unterschiedlicher kleiner Teile mit einer Größe von wenigen Millimetern auf einem kompakten, gegenüber aktuellen Systemen deutlich weniger aufwendigen, phasenflexiblen piezoelektrischen Schwingförderer zu ermöglichen. Der Lösungsansatz besteht aus zwei Teilen. Zunächst erfolgt eine umfassende Untersuchung des Gleitförderprozesses kleiner Teile, um die für eine Förderung mit maximal möglicher Geschwindigkeit wesentlichen Parameter zu identifizieren. Auf Basis der erzielten Ergebnisse wird eine Methode zur automatischen Parametereinstellung vorgestellt. Der zweite Teil des Ansatzes umfasst die Entwicklung eines kompakten, phasenflexiblen piezoelektrischen Schwingförderers. Hierfür wird ein piezoelektrisches 2D-Antriebselement entwickelt, welches aus Faserverbundkunststoff besteht und die Erzeugung von Schwingungen in zwei Raumrichtungen erlaubt. Die wesentlich einfachere Kinematik des Förderers und eine bereits am Markt erhältliche Leistungselektronik ermöglichen deutliche Kosteneinsparungseffekte gegenüber vergleichbaren piezoelektrischen Systemen. In Verbindung mit der Methode zur automatischen Parametereinstellung, welche eine produktive und flexible Gleitförderung erlaubt, sind damit die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz des kompakten, phasenflexiblen Schwingförderers gegeben.