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Robotive #Spritzgussautomation in ­čľÉ f├╝nffacher Ausf├╝hrung

Artikel, letzte Änderung: , Autor : heikor

Robotive #Spritzgussautomation in ­čľÉ f├╝nffacher Ausf├╝hrung

Um Kunden mit mehreren Produktionswerken auf zwei Kontinenten just-in-time und in gr├Â├čerer Menge mit Kunststoffhybridbauteilen zu beliefern, ben├Âtigt man einerseits zuverl├Ąssige Anlagen und fertigt im Idealfall jeweils vor Ort, um Lieferketten so kurz wie m├Âglich zu halten und abzusichern. Die KBS-Spritztechnik hat genau diese Aufgabenstellung zu bew├Ąltigen und daf├╝r f├╝nf Spritzgie├čmaschinen mit Roboter-Automatisierungssystemen der EGS Automation aus Donaueschingen ausgestattet. Drei der Anlagen befinden sich im Heimatwerk in Schonach, zwei weitere Anlagen im Zweigwerk im kanadischen Barrie/Ontario, das 2017 in Betrieb genommen wurde.

Entwickelt und realisiert wurden die TurnkeySysteme von EGS Automation aus Donaueschingen im Schwarzwald-Baar-Kreis. Das Unternehmen ist seit 1996 im Bereich der industriellen Automation aktiv und setzt dazu seit 1999 Industrieroboter ein. Kunden von EGS Automation profitieren dabei von der Erfahrung aus mehr als 2000 installierten Robotern, weswegen sich EGS selbst als robotiv bezeichnet. Die KBS Spritztechnik ist in die Burger Group integriert und agiert am Markt eng verzahnt mit sechs weiteren Marken, was die Gruppe zu einem sehr kompetenten und leistungsstarken Komplettanbieter f├╝r kundenspezifische Antriebstechnik macht. KBS fertigt komplexe Kunststoffteile f├╝r Antriebsl├Âsungen als Ein- und Mehr-Komponenten-Kombinationen aus Metall und Kunststoff oder Kautschuk. Technische Spritzguss-Formteile wie Geh├Ąuse, Zahnr├Ąder, Schnecken, Spindeln, Zahnstangen oder Riemenr├Ąder geh├Âren ebenso zu den Kernkompetenzen des Unternehmens, wie das Umspritzen von Kontakten, Kugellagern, Wellen und Zahnr├Ądern aus Metall. Das f├╝hrt uns zum Thema, der automatisierten Herstellung von Kunststoffhybridbauteilen. Auf den Anlagen werden Geh├Ąuse f├╝r mechatronische Aktuatoren hergestellt, die derzeit in Abgassystemen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sowie Hybridantrieben eingesetzt werden. Die Bauteile werden in 12 Varianten gefertigt. Auch f├╝r zuk├╝nftige Fahrzeuge mit alternativen Antriebssystemen sind Projekte in der Realisierung. Der Fertigungsprozess ist vollst├Ąndig durchautomatisiert. Von der Bereitstellung der Einlegekontakte als Stanzband auf einem Coil bis zur Verpackung der gepr├╝ften Fertigprodukte in ├Âkologisch sinnvollen, leichten und wiederverwertbaren Mehrwegverpackungen.


In jeder Anlage sind drei Roboter von Yaskawa verbaut. Zwei kleine 6 Achs-Roboter, die sich um die pr├Ązise Kontaktbereitstellung k├╝mmern. Au├čerdem ein gr├Â├čerer Roboter, der die Fertigteile aus dem Spritzgusswerkzeug entnimmt und die bereitgestellten Kontakte einlegt und danach das nachfolgende Handling in eine Pr├╝feinrichtung und die abschlie├čende Verpackung ├╝bernimmt. Da es ├╝ber den Zeitraum von der Lieferung der ersten Anlage bis zur f├╝nften Anlage einen Generationswechsel beim Roboterhersteller von der MH-Baureihe zur GP-Serie gab, sind unterschiedliche Typen in den Anlagen im Einsatz. Die bew├Ąhrte Durchg├Ąngigkeit und Abw├Ąrtskompatibilit├Ąt sowie Kontinuit├Ąt bei der Handhabung und Programmierung der Yaskawa-Roboter erm├Âglichte eine problemlose Integration der neuen Generation in das bestehende Anlagenkonzept. Der automatisierte Fertigungsablauf beginnt mit der Abwicklung der Stanzb├Ąnder vom Coil mit entsprechender Ausrichtung und Zuf├╝hrung in das Stanz-Biege-Werkzeug.


Hier werden die Kontakte getrennt, gebogen und von den ersten beiden 6 Achs-Robotern entnommen und auf einem Rundtakttisch nacheinander auf zwei Stationen bereitgestellt. Dabei erfolgt auch eine erste sensorische Pr├╝fung, ob die Kontakte entsprechend entnommen wurden und vorhanden sind. Die Roboter haben 7 kg Tragkraft und gut 900 mm Reichweite.


In der n├Ąchsten Station des Rundtakttisches werden dem Einlegeroboter, einem Yaskawa 6 Achs-Roboter mit 25 kg Tragkraft und einer Reichweite mehr als 1700 m, die einzulegenden Kontakte lagerichtig in der Orientierung des Spritzgie├čwerkzeuges bereitgestellt. Er entnimmt mit seinem Multifunktionsgreifwerkzeug die Einlegeteile, pr├╝ft die Vollst├Ąndigkeit und f├Ąhrt zur Spritzgussmaschine, einer Engel-Vertikalmaschine mit 160 Tonnen Schlie├čkraft. Diese Rundtischmaschinen erm├Âglichen die Entnahme der Fertigteile aus dem Werkzeug und die Neubest├╝ckung mit Einlegeteilen, w├Ąhrend parallel im zweiten baugleichen Werkzeug der Spritzgie├čvorgang abl├Ąuft. Das eliminiert den Hauptzeitanteil f├╝r das Be- und Entladen durch den Roboter aus dem Herstellzyklus nahezu komplett. Lediglich die Tischdrehdauer wirkt sich dabei noch minimal aus.


Alle Roboter sind mit Greiferwechselsystemen ausger├╝stet, die eine schnelle und einfache Umr├╝stung auf andere Bauteilvarianten erlauben. Aufgrund der Kompatibilit├Ąt k├Ânnen alle Greifwerkzeuge in allen f├╝nf Anlagen eingesetzt werden. Die Wechselgreifwerkzeuge werden ├╝ber RFID-Codierungen erkannt und die Anlage pr├╝ft vollautomatisch nach dem R├╝stvorgang, ob die ger├╝steten Greifwerkzeuge zur vorgew├Ąhlten Variante passen. Die Spritzgie├čwerkzeuge ebenso wie StanzBiege-Werkzeuge werden innerhalb der Burger Group in den Schwesterunternehmen SBSFeintechnik und KBS-Stanztechnik entwickelt und hergestellt. Die fertig gespritzten Bauteile werden, je nach Variante, 1-fach oder 2-fach aus dem Werkzeug entnommen. Das Robotergreifwerkzeug hat neben den Funktionseinheiten zur Handhabung der Einlegekontakte und zum Handling der fertigen Geh├Ąuse noch eine spezielle Positionierfunktion beim Einlegen in die Spritzform. Um Autor: Heiko R├Âhrig Datum: 25.10.2021 4 die hohe Genauigkeit, die erforderlich ist, zu gew├Ąhrleisten, hat EGS Automation eine spezielle Andock-Positionierfunktion mit schwimmender Lagerung realisiert, die die Einlegegenauigkeit prozesssicher gew├Ąhrleistet. Nach der Entnahme der Fertigteile werden diese in einer elektrischen Pr├╝fstation gepr├╝ft. Dabei wird mit einer Durchgangspr├╝fung sichergestellt, dass zum einen zwischen den Pins, die elektrisch kontaktieren m├╝ssen, eine Verbindung besteht. Zum anderen wird mittels einer Durchschlagspr├╝fung verifiziert, dass im Spritzgie├čprozess nicht versehentlich Leiterbahnen innerhalb des Kunststoffs Kontakt bekommen haben, die eigentlich galvanisch getrennt sein m├╝ssen. Die Pr├╝fstation selbst wird zyklisch automatisch vom Roboter mit Referenz-Fehlerteilen best├╝ckt, um deren Funktion sicherzustellen und so die Fehlerfreiheit gegen├╝ber den Kunden sicher zu gew├Ąhrleisten.


Fehlerhafte Teile werden ├╝ber entsprechende Ausgaberutschen ausgeschleust. Ebenso werden Anfahrteile nach Neustart der Anlage ├╝ber diese Rutschen ausgegeben. Auf Anforderung k├Ânnen dar├╝ber hinaus QSTeile, getrennt nach Werkzeugkavit├Ąt, ├╝ber eine spezielle Ausgabe zur Verf├╝gung gestellt werden, wodurch der Prozess kontinuierlich ├╝berwacht werden kann. Abschlie├čend werden die fertigen Bauteile in die Kundenverpackungen verpackt. Die Mehrwegtrays im Format 800x600 mm werden ├╝ber ein Palettiersystem mit Traystapler vom Stapel leer bereitgestellt und danach gef├╝llt gestapelt.


Die gesamte Automationseinheit ist als komplette und kompakte Zelle auf einem Grundrahmen mit Schutzumhausung und Dach aufgebaut. Beim Engineering wurde bereits darauf geachtet, dass die Anlagen sowohl in See-Containern als auch auf einem LKW komplett montiert transportiert werden k├Ânnen. Die Inbetriebnahme in der Fertigung an der Spritzgie├čmaschine Autor: Heiko R├Âhrig Datum: 25.10.2021 5 wird dadurch signifikant verk├╝rzt. In den Einheiten finden alle Elektroschaltschr├Ąnke sowie die Robotersteuerungen Platz, so dass die Medienversorgung und Einspeisung zentral f├╝r die gesamte Anlage an einer Stelle erfolgen kann. Die Bedienung und Ansteuerung der Roboter und Einzelkomponenten erfolgt ├╝ber eine zentrale SPS-Steuerung mit gro├čem Bedienpanel, das als HMI dient und eine komfortable Eingabe und Status├╝berwachung erlaubt. Die Bedienoberfl├Ąche wurde von EGS Automation nach Kundenwunsch anlagenspezifisch programmiert.

 

So ├Ąu├čert sich dann auch Thomas Burger, Gesch├Ąftsf├╝hrender Gesellschafter, sehr zufrieden ├╝ber das Konzept, die Umsetzung und die Verf├╝gbarkeit der Anlagen.  

Zus├Ątzliche Infos zu 'Robotive #Spritzgussautomation in ­čľÉ f├╝nffacher Ausf├╝hrung'

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