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Schneller Radwechsel erhöht den Ausstoß

Roboter versorgt Spritzgießmaschine mit Kunststoffteilen
Schneller Radwechsel erhöht den Ausstoß

Weniger Verzögerungen und Ausschuss: Ein Kuka-Roboter beschickt die Spritzgießmaschine eines Möbelrollen-Herstellers mit Radkernen, um sie mit Polyurethan zu ummanteln. Die im Vergleich zu Lineareinheiten kürzeren Zykluszeiten ermöglichten einen höheren Ausstoß.

Jürgen Warmbold ist freier Journalist in Martfeld

Wir müssen die Spritzgießform so rasch wie möglich mit Radkernen bestücken“, erklärt Martin König, Leiter des Geschäftsbereichs Entwicklung und Qualitätsmanagement bei Gross + Froelich. „Bei längerem Öffnen könnte das Polyurethan teilweise erkalten und müsste manuell aus der Form entfernt werden.“ Mit der Einführung eines neuen Produktes fiel beim Möbelrollen-Hersteller Gross + Froelich GmbH & Co. KG, Weil der Stadt, deshalb der Startschuss für die Robotertechnik. Vor allem die Forderung nach kurzen Zykluszeiten führte dazu, dass nun ein sechsachsiger Knickarmroboter die Radkerne in die Spritzgießmaschine einsetzt, sobald diese nach dem jeweiligen Fertigungstakt frei wird. Verzögerungen und Ausschuss sind gesunken.
Die Kunststoffspritzgießmaschinen zur Polyurethan-Ummantelung wurden früher manuell mit einem Polyamidkern beschickt. Als erste Automatisierungsstufe folgten Lineareinheiten. Im vergangenen Jahr übernahm ein Roboter KR 15 der Augsburger Kuka Roboter GmbH die Arbeit in Weil der Stadt. „Grund für die Investition war eine Kapazitätserhöhung mit der Einführung einer neuen Rolle“, erläutert König. Der Roboter erlaube mit seinen hohen Beschleunigungswerten, die er auf dem kurzen Weg zwischen dem Übernahmepunkt der Zuführtechnik und dem Werkzeug in der Spritzgießmaschine erreiche, sehr kurze Zykluszeiten.
Hinzu kommt die Flexibilität. Derzeit handhabt der KR 15 Radmodelle in den Durchmessern 75 und 100 mm. Ein Wechsel des speziell für diese Applikation entwickelten Vakuumgreifers genügt für die Umstellung. Zusätzlich sollte er aber in der Lage sein, das Handling weiterer Radtypen zu übernehmen. Deshalb kam nur ein Knickarmroboter mit sechs Achsen in Betracht.
Der Einsatz des KR 15 erhöht auch die Wirtschaftlichkeit der Arburg-Kunststoffspritzgießmaschine 520, da sich lange Umbau- und Umrüstzeiten erübrigen. Die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,2 mm, der Arbeitsraum beschränkt sich auf den Platz, den auch eine Lineareinheit beanspruchen würde: Der Roboter steht seitlich neben der Spritzgießmaschine.
Er bewegt pro Tag in drei Schichten 32000 Radkerne. Über einen Bunker mit angeschlossenem Steilförderer, dem eine Sortiervorrichtung und ein Förderband folgen, werden die Radkerne in korrekter Lage zum Roboter transportiert und dort paarweise am Abnahmepunkt gepuffert. Der Roboter nimmt die aus Polyamid 6 gefertigten Radkerne paarweise mit seinem Vakuumgreifer auf und füllt die 16 Nester. Sensoren melden ihm, ob Teile vorhanden sind. Ferner erkennt er über eine in seinen Greifer integrierte Sensorik, ob beim Aufnehmen ein Nest im Greifer nicht belegt wird.
Sobald die Maschine dem Roboter mitteilt, dass die Gießform frei ist, setzt er die Radkerne in das Werkzeug ein. Danach verharrt er in Warteposition. Die Spritzgießmaschine umspritzt die Radkerne formschlüssig mit Polyurethan. Wenn sich das Werkzeug öffnet, werden die fertigen Räder durch Zwangsausstoß aus der Form entfernt, fallen auf ein Transportband und werden zu einer Gitterbox befördert.
Um die Anlage auf einen anderen Raddurchmesser umzustellen, reicht es aus informationstechnischer Sicht aus, die gewünschte Größe über das Kuka-Control-Panel anzuwählen. Dabei profitiert der Betreiber von der PC-basierten Robotersteuerung mit ihrer Windows-Oberfläche. Die Robotersteuerung, die auch für die Zuführtechnik zuständig ist, kommuniziert mit der Arburg-Steuerung, damit stets alle Verfahrensschritte präzise aufeinander abgestimmt sind. „Die Roboterzelle erzielte von Beginn an eine Verfügbarkeit von nahezu 100 Prozent. Wir rechnen deshalb mit einer relativ kurzen Amortisationszeit“, sagt Martin König zur Wirtschaftlichkeit der Anlage.
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