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Automation beim Spritzgießen - High-Speed-Entnahme

Automatische KaschieranlagenDrehdurchführung am Roboter für mehr Flexibilität beim Kleben

Innenansicht der Kaschier- und Umbuganlage von Frimo mit einem ABB IRB 2600 Roboter

Kleine Baugruppe mit großer Wirkung im Automatisierungsprojekt: Eine Drehdurchführung mit integriertem Werkzeugwechsler ermöglicht dem Roboter an einer Kaschieranlage das freie Drehen der sechsten Achse, ohne das Schlauchpaket zu beanspruchen.

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AutomationHigh-Speed-Entnahme und Prüfung beim Dünnwandspritzguss

Hohe Qualitätsanforderung durch Automatisierung erfüllen. Wenn in einem Spritzgießprozess 32 Teile gleichzeitig in einer Taktzeit unter sieben Sekunden gespritzt, entnommen, geprüft und nestgetrennt abgelegt werden müssen, steht im Lastenheft des Automatisierers dieses Prozesses: High-Speed-Entnahme. Neben den hohen Anforderungen an die Automation ist auch der Herstellungsprozess selbst, einschließlich der Werkzeugentwicklung, Prozessstabilität und Anforderungen an die Qualität des Endprodukts sehr anspruchsvoll.

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Highspeed-Entnahmehandling

Anspruchsvolle Herstellungsprozesse von Kunststoffspritzgießteilen sind die Kernkompetenz von Weißer und Grießhaber in Mönchweiler, nahe der Kreisstadt Villingen-Schwenningen im Schwarzwald. „Exzellenz in Kunststoff“ lautet hier das Motto. Mit fast 100 Spritzgießmaschinen im Schließkraftbereich von 150 bis 2800 Kilonewton fertigen rund 270 Mitarbeiter mehr als 700 Millionen Kunststoffteile im Jahr.

Mit einem eigenen Formenbau als Basis werden, gemeinsam mit den Kunden, präzise Lösungen für die Automobil-, Gebäude-, und Sanitärindustrie sowie für die Bereiche Industrie- und Konsumgüter entwickelt und hergestellt. Die technologischen Kompetenzen erstrecken sich auf die Bereiche Verzahnung und Getriebetechnik, Hybrid- und Mehrkomponententechnik, Mikrofilter und Dünnwandtechnik, Linsen und optische Teile sowie die Montage- und Automationstechnik. Die technisch anspruchsvollen Kunststoffteile werden als Einzelteile oder Baugruppen in großen Stückzahlen, meist hoch automatisiert um die erforderliche Ausbringung und Qualität sicherstellen zu können, produziert. Dazu gehört der eingangs beschriebene Fertigungsprozess. Gefertigt wird auf der Anlage ein Dünnwandspritzgussteil für industrielle Anwendungen. In jedem Schuss werden 32 Teile gespritzt.

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Highspeed-Kamerakontrolle

Die Automatisierung besteht aus einem High-Speed-Entnahmehandling, das mit einem Linearmotor die erforderliche Dynamik und Genauigkeit erreicht. Ein spezielles 32fach-Greifwerkzeug leistet die präzise und dynamische Entnahme der 32 Werkstücke. Komplettiert wird die Anlage von einem speziellen Ablagesystem zur nestgetrennten Ablage der Bauteile, einem Bildverarbeitungs-Prüfsystem, einer Laminarflowbox zur Sicherstellung der notwendigen Sauberkeit in der Anlage sowie einem System zur Ionisierung der Bauteile nach der Entnahme um statische Aufladung zu vermeiden.

Nach dem Ende eines Spritzgießzyklusses und Öffnung des Werkzeugs folgt die hochdynamische Entnahme. Innerhalb der Werkzeugöffnungszeit von 0,74 Sekunden fährt das High-Speed-Handling ein, entnimmt die Werkstücke aus dem Werkzeug mit Vakuumunterstützung und verlässt den Werkzeugbereich der Maschine wieder.

Rohrkulisse

Daraufhin wird in einer Prüfung mit einer Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung ermittelt, ob alle Bauteile im Greifer vorhanden und somit entnommen sind. Ebenso übernimmt das System vor der Entnahme die Prüfung, ob auch tatsächlich alle 32 Entnahmepositionen des Greifwerkzeuges leer sind. Diese Prüfungen sind erforderlich, um das wertvolle und empfindliche Spritzgießwerkzeug vor Beschädigungen zu schützen, die entnommene Teileanzahl sicherzustellen sowie Deformationen an einzelnen Teilen zu erkennen und diese sicher von den Gutteilen zu trennen.

Anschließend werden die Bauteile nestgetrennt abgelegt. Das geschieht durch Ablegen in eine 32fach Rohrkulisse, über die die Bauteile auf 32 Fächer in einer Fertigteilschublade aufgeteilt werden. Bei Übergabe der Teile vom Greifwerkzeug in die Rohrkulisse erfolgt eine Ionisierung der Werkstücke um eine statische Aufladung zu vermeiden. Die Anlage bietet zwei Fertigteilschubladen mit je 32 Fächern, über die die Rohrkulisse wahlweise verschoben werden kann, so ist das Leeren der Schubladen ohne Unterbrechung des Fertigungsablaufs möglich. Je Schublade bietet die Anlage eine Autonomie von 12 Stunden, so dass dank Automation nur selten ein Bediener zur Entnahme und Verpackung der Fertigteile erforderlich ist.

Fertigteilschubladen

Darüber hinaus ist die komplette Anlage verschiebbar ausgeführt um die Zugänglichkeit zur Netstal-Spritzgießmaschine mit 800 Kilonewton Schließkraft und zum Werkzeug für Rüst- und Einrichtvorgänge zu gewährleisten. Die Anlage ist seit 2013 dreischichtig in Betrieb und bereits das dritte baugleiche System, das EGS Automatisierungstechnik an Weißer und Grießhaber geliefert hat.

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