Zykluszeit
Die Zykluszeit ist eine wichtige Zeitspanne innerhalb der Vakuumtechnik. Es handelt sich um die Zeit, die ein sich wiederholender Handhabungsvorgang braucht, um einmal vollständig abzulaufen. Ein Beispiel: In einer Verpackungsanlage werden Produkte mit Sauggreifern aufgenommen und in Kartons gelegt. Die Zeit, die die Maschine dafür braucht, ist die Zykluszeit. Je schneller dieser Vorgang abgeschlossen ist, desto höher ist der Produktionsausstoß der Anlage.
Statt Zykluszeit nutzen manche Unternehmen auch die Begriffe Handhabungszeit oder Durchlaufzeit.
Was passiert während einer Zykluszeit?
Die Zeitspanne setzt sich aus mehreren kurzen Schritten zusammen. Nehmen wir das Beispiel einer automatisierten Verpackungslinie, in der Sauggreifer Marmeladengläser von einem Förderband aufnehmen und in Kartons legen:
- Erzeugen des Vakuums:
Der erste Schritt ist das Aufbauen des nötigen Unterdrucks. Dies geschieht beispielsweise durch eine Vakuumpumpe oder einen Ejektor, wodurch Luft aus dem Sauggreifer entfernt wird. - Greifen des Werkstücks:
Sobald das Vakuum erzeugt ist, kann das Objekt angehoben werden. Dabei muss der Greifer sich exakt an die Form und das Gewicht anpassen, um ein Abrutschen oder Beschädigen zu vermeiden. - Bewegung und Positionierung:
Der Roboter bewegt das Werkstück zur Zielposition, beispielsweise zu einem Karton. Hier kommt es auf Geschwindigkeit und Genauigkeit an, da unnötige Schwingungen oder Verzögerungen die Handhabungszeit verlängern können. - Lösen des Werkstücks:
An der Zielposition wird das Vakuum abgebaut und das Marmeladenglas wird abgelegt. Auch dieser Vorgang muss schnell und exakt erfolgen, damit das Werkstück nicht falsch platziert wird. - Zurücksetzen in die Ausgangsposition:
Schließlich bewegt sich der Greifer zurück zur Startposition, um den nächsten Zyklus zu beginnen.
Diese Schritte scheinen einfach, sind jedoch voller Herausforderungen. Sie machen in industriellen Anwendungen oft Millisekunden aus – doch sie summieren sich auf lange Sicht erheblich.
Warum ist diese Zeitspanne so wichtig?
In der Fertigung ist Zeit wortwörtlich Geld. Kürzere Zykluszeiten bedeuten:
Höhere Produktionsmengen
Unternehmen können mehr Produkte in kürzerer Zeit fertigen oder verpacken.
Besserer Ressourceneinsatz
Maschinen und Anlagen werden optimal ausgelastet.
Wettbewerbsvorteile
In Branchen mit hohem Zeitdruck können schnellere Prozesse entscheidend sein.
Lange Zykluszeiten hingegen können zu Engpässen, Produktionsstau und Lieferengpässen führen und Kosten in die Höhe treiben. Deshalb ist die Optimierung der Zykluszeit ein wichtiges Thema, insbesondere in hochautomatisierten Prozessen.
Welche Faktoren beeinflussen die Zykluszeit?
Mehrere Elemente wirken sich auf die Länge der Zeitspanne aus:
Leistung der Vakuumerzeugung
Die Zeit, die der Vakuumerzeuger benötigt, um das gewünschte Vakuumniveau zu erreichen, ist oft der wichtigste Faktor. Schnelle Pumpen oder effiziente Venturidüsen können hier wertvolle Sekunden sparen. Die Wahl des richtigen Systems hängt von der Anwendung ab.
Art der Greifer
Sauggreifer, Flächengreifsysteme oder Magnetgreifer haben unterschiedliche Stärken. Ein Sauggreifer kann sich flexibel an unregelmäßige Formen anpassen, während ein Magnetgreifer bei metallischen Objekten besonders schnell arbeitet. Die Wahl des richtigen Greifers ist entscheidend, um die Zykluszeit zu minimieren.
Beschaffenheit des Werkstücks
Das Material, die Größe und das Gewicht des Werkstücks beeinflussen ebenfalls die Zykluszeit. Ein schwerer Metallblock benötigt eine stärkere Greifkraft als ein leichter Keks. Materialien wie Pappe können die Vakuumerzeugung verlangsamen, da sie Luft durchlassen.
Darüber hinaus wirken sich auch folgende Faktoren auf die Zeitspanne aus:
- Die Geschwindigkeit von Roboterarmen und Greifern: Sie darf natürlich nicht zu langsam sein. Zu schnelle Bewegungen können jedoch Instabilitäten verursachen, was die Genauigkeit beeinträchtigt. Schneller ist auch nicht immer besser, wenn dafür der Energieaufwand stark steigt. Unternehmen müssen ihre Prozesse daher genau überprüfen.
- Die Steuerung des Vakuumsystems: Intelligente Steuerungssysteme sorgen für eine reibungslose Abstimmung der Prozesse.
- Bedienfehler durch das Personal können die Zykluszeit verlängern. Gut geschultes Personal hilft, Fehler zu minimieren.
Ein Beispiel aus der Praxis
Stellen Sie sich eine Anlage in der Lebensmittelindustrie vor: Sie verpackt Kekse, indem sie sie mit einem Sauggreifer aufnimmt und in eine Schachtel legt. Eine zu lange Zykluszeit würde bedeuten, dass weniger Kekse pro Minute verpackt werden – ein klarer Nachteil. Durch die Verbesserung der oben genannten Faktoren kann die Anlage effizienter laufen und der gesamte Zyklus wird schneller abgeschlossen. Das Ergebnis: eine deutliche Steigerung der Produktivität.
