Teileentnahme aus Spritzgießmaschine

Der Robotereinsatz an Sprit­zgieß­maschinen zählt heute zu den Standard­anwendungen. Dass Sechs­achser dabei aber weit mehr beherrschen als bloße Teile­entnahme, unter­streicht eine interessante Applikation. In einer modular konzipierten Zelle der Automations­firma BDG wird eine Kunststoff-Komponente für einen Prozess­antrieb gespritzt und voll automatisiert unter Roboter­regie montiert.

Nur die Teile­entnahme an der Spritz­gieß­maschine zu automatisieren, war dem Kunden zu wenig. Wenn schon ein Roboter eingesetzt wird, sollte dieser auch weiter­führende Montage­schritte über­nehmen beziehungs­weise unterstützen.

Entscheidend für die Konzeption der Anlage war ein hohes Maß an Flexibilität. Immerhin müssen auf der roboter­gestützten Zelle sechs unter­schiedliche Deckel-Varianten, die sich in Durch­messer und Material unter­scheiden, zu montieren sein. Um möglichst kurze Takt­zeiten und einen insgesamt hohen Output zu erreichen, bedarf es einer entsprechend hohen Rüst­flexibilität. Außerdem endet beim Kunden der Einsatz einer Montage­anlage nicht automatisch mit dem Lebens­zyklus des darauf gefertigten Produktes – im Gegenteil: Man strebt nach einem Höchstmaß an Wieder­verwendbarkeit. Im Ideal­fall soll die Anlage durch Austausch bestimmter Prozess­module in kürzester Zeit auf ein neues Produkt umzurüsten sein.

Die Anlage ist komplett prozess­modular aufgebaut und entspricht den Vorstellungen von Flexibilität und Wirtschaftlichkeit in hohem Maße. Die Zuführungen, die Stationen zur Anguss-Entfernung und Absenkung, die Schraub­station, die O-Ring-Einlege­station und letzt­endlich auch der Stäubli-Roboter – alle Module lassen sich bei Bedarf schnell gegen andere austauschen. So ist man für Produkt­wechsel bestens gerüstet.

Die Anlage ging im Jahr 2004 plan­mäßig in Betrieb, der Ablauf sieht heute folgendermaßen aus: Ein sechs­achsiger Stäubli-Roboter vom Typ RX 90 entnimmt den gespritzten Deckel-Grund­körper aus der Spritz­gieß­maschine, fährt damit an eine Station, an der der Anguss abgezwickt wird und legt das Teil dann zum Abkühlen auf einer Ablage ab. Hier greift sich der Roboter ein bereits abgekühltes Teil und übergibt dieses an einen Zwei­schneider, der den noch verbliebenen Anguss absenkt.

Danach folgt die O-Ring-Montage. Die Bereitstellung der dazu benötigten O-Ringe übernimmt ein Vibrations­förderer. Aufgabe des Roboters ist es, das Spritz­guss­teil an der Station "O-Ring-Montage" exakt zu positionieren. Die eigentliche Montage des O-Ringes verrichtet ein pneumatisches Handling. Dieser sensible Montage­schritt ist sensorisch überwacht, um sicher­zustellen, dass jeder Ring richtig eingelegt ist. Anschließend schnappt sich der Roboter wieder den Deckel mit dem eingelegten O-Ring und fährt zur „Schraub­station“. Der Roboter legt das Teil in die Vorrichtung, schwenkt zu den über eine Förder­strecke bereit­gestellten Klarsicht­hauben, greift eine davon und fährt damit zurück zur Schraub­station, wo er die Klarsicht­haube über einen Zentrier­dorn exakt zum Verschrauben mit dem Spritz­guss­teil positioniert. Eine pneumatische Schraub­station übernimmt hier die drehmoment­überwachte Verschraubung der beiden Teile. Außerdem sorgt eine taktile Höhen­abfrage für hundert­prozentige Sicherheit beim Schraub­prozess. Die fertig montierten Deckel legt der Roboter auf eine Rutsche, über die sie in ein Behälter­system gelangen.

Zahlreiche sensorische Abfragen überwachen jeden einzelnen Arbeits­schritt und sichern so eine nahezu hundert­prozentige Qualitäts­sicherung. Kommt es an einer Station zu einer Fehler­meldung, weil sich beispiels­weise ein Klar­sicht­deckel wegen Gewinde­problemen nicht einschrauben lässt, wird der voll­automatische Betrieb der Anlage nicht unter­brochen, sondern das Teil vom Roboter ausgeschleust.

Die Anlage läuft je nach Auftrags­lage rund um die Uhr bis zu sieben Tage in der Woche. Ernste Probleme oder wieder­holte Anlagen­still­stände kennt man beim Kunden nicht: Die Verfügbarkeit der Zelle sowie des Stäubli-Roboters liegen bei nahezu 100 Prozent.