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Leichtroboter in der Spritzgießproduktion

Leichtbau vorangetriebenSchäumformen – neue Möglichkeiten ausloten

BMBF-Leuchtturmprojekt Relei

Die Produktion leichter, jedoch sehr belastbarer Bauteile mit Hilfe des Spritzgieß-Schäumformens stand im Mittelpunkt einer Präsentation während der JEC. Erstmals zeigte das ILK das Schäumformen an einer komplexen Geometrie.

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Leichtroboter in der SpritzgießproduktionRoboter, Roboter wechsle dich

Als eher kleineres Unternehmen hat Profatec im Schweizer Malans eine pfiffige Lösung für die Automatisierung gefunden: Ein Leichtbauroboter wird je nach Bedarf im Wechsel auf vier Spritzgießmaschinen eingesetzt.

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Leichtroboter in der Spritzgießproduktion: Roboter, Roboter wechsle dich

Der flexible Leichtbauroboter des dänischen Herstellers Universal Robots benötigt nicht nur wenig Platz, sondern lässt sich auch innerhalb kürzester Zeit von einem Einsatzort an einen anderen bringen. Das Schweizer Unternehmen Profatec AG setzt solch einen Roboter in der Kunststoffspritzerei ein - und hat dabei nicht nur den Zeitaufwand für das Bedienen seiner Maschinen deutlich verringert, sondern auch viel Spaß mit Kollege Roboter.

Ein durchaus typisches Kleinunternehmen mit weniger als zehn Mitarbeitern ist die 2003 gegründete Profatec AG. Zunächst wurden Spritzgießwerkzeugen aus Asien für den deutschsprachigen Raum beschafft. Seit 2007 betreibt das Unternehmen zudem eine Kunststoffspritzerei. Geliefert wird in verschiedene Branchen – vom Haushalt über den Freizeitbereich und den Automobilsektor bis zu technischen Artikeln. Dafür werden unter anderem auch kleine Losgrößen zwischen 500 und 5000 Stück benötigt. Das generierte einen größeren Anteil manueller Maschinenbedienung und Arbeitsgänge. Dazu gehörte beispielsweise häufig das Abtrennen von Angüssen.

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Um solche Abläufe zu optimieren, suchte Profatec eine Alternative zur Handarbeit. Eingesetzt wird ein Roboter von Universal Robots. Eintönige Aufgaben sind laut Unternehmen für die Mitarbeiter damit zur Ausnahme geworden. Aber auch das Realisieren mannloser Schichten wird so möglich. Nicht zuletzt dient die Automatisierung bestimmter Handlingaufgaben der Qualitätsverbesserung.

Leicht und mit sechs Achsen

Erste Überlegungen von Profatec richteten sich auf den Einsatz von Linearsystemen, wie sie im Spritzgießbereich nach wie vor in weiten Teilen eingesetzt werden. Sie erwiesen sich in dieser Anwendung jedoch als zu unflexibel und sie benötigten zu viel Platz. Der nun eingesetzte Leichtbauroboter UR 5 habe die spezifischen Anforderungen besser zu ähnlichen Kosten abgedeckt.

Der sechsachsige Knickarmroboter, mit einem 18 Kilogramm Eigengewicht und 850 Millimeter Arbeitsradius bewegt bis zu fünf Kilogramm Traglast. Er ist auf verschiedenen Spritzgießmaschinen im Einsatz. Montiert wird er jeweils auf den Maschinen, womit er ausgesprochen platzsparend agiert. Zu den typischen Aufgaben gehören Teileentnahmen mit anwendungsspezifischen Greifern und verschiedene Nachbearbeitungen wie das Abtrennen von Angüssen. Aus Mehrfachformen lassen sich die Teile zusammen entnehmen und einzeln, sortenrein ablegen. Auch das Stapeln von teilen gehört zu einigen Anwendungen.

Multifunktionalität garantiert

Das Umsetzen des Roboters von einer Maschine auf eine andere funktioniert, so der Anwender ohne Probleme, genutzt wird die Schnittstelle Euromap 67 zwischen Spritzgießmaschine und Roboter. Der Roboterarm mit seinem 90 Grad-Schwenkzylinder und Adapterplatte nimmt die spezifischen Werkzeuge auf. Um das Ganze zu einem „Schnellspannsystem“ zu machen, sind alle Werkzeuge mit Schnittstellen für Druckluft und Vakuum versehen. So ist das einfache Tauschen in wenigen Sekunden möglich.

Bei der gewählten Automatisierungslösung war es wichtig, den vorhandenen Raum der Produktionshalle optimal zu nutzen. Hier kommt ein weiterer Vorteil des UR 5 zur Geltung: Er darf laut Hersteller – je nach Anwendung – ohne Schutzzaun in nächster Nähe zum menschlichen Kollegen arbeiten. Für die Mitarbeiter war der Einsatz von Robotern in der Produktion ein Novum – aber sie haben schnell die Aufgaben wie Einrichten, Programmieren und Handling übernommen.

Intuitiv richtig

Wie einfach die Handhabung des Knickarmroboters ist, zeigte sich bei Profatec gleich zu Beginn der Integration in die Betriebsabläufe. Bereist vor der offiziellen Einweisung wurde der Roboter nach der eigenen Programmierung in Betrieb genommen. Dennoch sei das Gerät von Anfang an ohne Probleme gelaufen. „Denn die Handhabung ist gut verständlich für jeden, der technisches Verständnis hat und logisch denken kann“, ist Geschäftsführer Chris Battaglia überzeugt.

Profatec bringt die Roboterlösung Autonomie in die Produktion – diese kann nun bis spät in die Nacht laufen, oder früher gestartet werden, ohne dass die Maschine personell besetzt sein muss. Außerdem seien die Bedienstunden deutlich reduziert worden. Das heißt in einer Anwendung, die zuvor hundertprozentig mit Bediener lief, jetzt eine zehnstündige Geisterschicht gefahren werden kann. In vielen anderen Fällen gilt, dass früher alle zehn Minuten etwas bedient werden musste, nun aber nur noch alle zwei Stunden.

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