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Automatisiertes System steigert die Produktion von Autoteilen

Jun 21, 2023

Die Versorgung mit Gewindebuchsen erfolgt über einen Vibrationsförderer mit innenliegender Spiralbahn. Foto mit freundlicher Genehmigung von Afag Automation

Wenn Schrauben oder Bolzen direkt in Kunststoffbauteile eingeschraubt werden, kann es zu Ausfällen durch abgerissene Gewinde oder Kunststoffkriechen kommen. Gewindeeinsätze aus Metall bieten brauchbare Gewinde für Situationen, in denen Verbindungsfestigkeit und die Möglichkeit, die Teile ohne Beschädigung zu montieren und zu demontieren, erforderlich sind.

Gewindeeinsätze können während des Formprozesses oder danach eingebaut werden. Im letzteren Fall können Einsätze eingeschraubt oder eingepresst werden, mit oder ohne Zugabe von Wärme oder Ultraschallenergie. Der Einbau von Einsätzen nach dem Formen verkürzt die Formzeit. Der nachträgliche Einbau in die Form verringert auch das Risiko von Ausschuss und Formschäden durch gelöste Einsätze.

Andererseits wird durch den Einbau von Einsätzen während des Formprozesses ein Montageschritt eingespart. Und nicht alle Kunststoffe lassen sich wieder einschmelzen.

Vor diesem Dilemma stand kürzlich ein europäischer Hersteller von Batterieträgern für Pkw. Letztlich entschied sich das Unternehmen für das Einformen der Einlegeteile. Damit stand jedoch noch eine andere Entscheidung an: Wie lassen sich die Einsätze vor dem Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs am besten präzise und effizient in die Formen einlegen?

Zunächst wurden die Einsätze manuell in die Formen eingelegt. Mit der manuellen Einfügung konnten die Anforderungen an die Zykluszeit jedoch nicht erfüllt werden, und es bestand immer die Möglichkeit, dass ein Arbeiter versehentlich eine Einlage vergaß. Der Prozess musste automatisiert werden.

Afag Automation hat ein Handhabungssystem entworfen und gebaut, das automatisch Einlegeteile in eine Spritzgießmaschine lädt. Die Anlage wurde vor der Formmaschine installiert. Afag lieferte alle Komponenten des Systems, einschließlich der Zuführschalen, Greifer und Linearantriebe. Dadurch konnte der Hersteller die Spritzgießmaschine direkt nach der Installation und Integration der Anlage in Betrieb nehmen.

Dieses Portalsystem versorgt eine Spritzgießmaschine automatisch mit Einlegeteilen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Afag Automation

Die Batterieträger werden sowohl in links- als auch rechtsgerichteter Variante produziert. Das Afag-System lädt vier Komponenten in die Formen. Zwei der Komponenten – Gewindebuchsen und Bolzen – werden von klassischen Vibrationsfördertrommeln mit innenliegenden Spiralbahnen versorgt. Die anderen beiden Komponenten sind Trägerplatten, die von vertikalen Magazinen gespeist werden, die den Spielkartenschuhen ähneln, die von Blackjack-Dealern verwendet werden. Jedes Magazin kann 120 Platten aufnehmen. Man liefert die linken Platten; der andere füttert die Richtigen.

Ein mit einem Träger ausgestatteter pneumatischer Afag CS-Linearantrieb wird verwendet, um eine Platte aus dem Magazin herauszuschieben und für die Aufnahme durch einen Greifer zu positionieren. CS-Antriebe sind sowohl in pneumatischer als auch elektrischer Ausführung erhältlich und in verschiedenen Größen und Hublängen erhältlich. Die kompakten, starren Schlitten sind für Millionen Zyklen ausgelegt.

Zum Laden der Teile haben die Afag-Ingenieure ein elektrisches kartesisches Bewegungssystem entwickelt, das mit drei Greifern ausgestattet ist – einem für den Bolzen, einem für die Buchse und einem für die Platten. Ein Vakuumgreifer nimmt die Schrauben auf. Ein zusätzlicher Vakuumgreifer entnimmt die Trägerplatten aus dem rechten und linken Magazin. Und ein pneumatischer Parallelbackengreifer erfasst die Gewindeeinsätze. Der Einbau von drei Greifern auf einer Linearachse gewährleistet einen reibungslosen, kollisionsfreien Teilehandling.

Die Handhabungseinheit positioniert alle Teile nacheinander zuverlässig und präzise auf den rechten oder linken Platten. Alle 56 Sekunden werden beide Kavitäten der Spritzgießmaschine mit einer Gewindebuchse, vier Gewindebolzen und einer Stützplatte für die linke und rechte Variante ausgestattet.

Ein Vakuumgreifer nimmt die Schrauben auf. Foto mit freundlicher Genehmigung von Afag Automation

Aufgrund der engen Platzverhältnisse an der Spritzgießmaschine musste die Beladeachse einen relativ langen Weg zurücklegen. Afag löste dieses Problem mit dem pneumatischen Portalmodul PMP02 mit einer Hublänge von 3 Metern. Der Aktuator zeichnet sich durch eine starre Konstruktion und ein selbsttragendes Profil aus. Ingenieure können Zwischenstopps für beliebig viele Positionen festlegen. Die Wiederholgenauigkeit beträgt ±0,1 Millimeter, die maximale Nutzlast des Moduls liegt bei 15 Kilogramm.

Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal dieses Handlingsystems ist, dass bei einem Wechsel der Träger keine zusätzlichen Vorbereitungsarbeiten erforderlich sind. Denn die Zuführung der Trägerplatten erfolgt über zwei speziell konzipierte Magazine, die sich an unterschiedliche Geometrien anpassen lassen.

Mit einem neuen automatisierten Handhabungssystem konnte ein Autoteilehersteller eine deutliche Steigerung der Effizienz und Produktivität verzeichnen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Afag Automation

Die Ingenieure konstruierten das Versorgungssystem nach den Vorgaben des Kunden und unterzogen es auf dem Afag-Standort in Hardt, Deutschland, auf Herz und Nieren.

Mit dem neuen automatisierten Handlingsystem konnte der Hersteller eine deutliche Steigerung der Effizienz und Produktivität verzeichnen. Ziel ist es, jährlich 300.000 Batterieträger herzustellen.

Nach der Endabnahme wurde das Bedien- und Wartungspersonal geschult und Afag wird die Anlage bei Problemen weiterhin betreuen.

Als Hersteller hochwertiger Automatisierungskomponenten und Spezialist für automatisierte Handhabungssysteme liefert Afag Linear- und Drehantriebe, Greifeinheiten, Zuführsysteme, Pick-and-Place-Einheiten und schlüsselfertige Automatisierungssysteme. Für die Komponenten des Unternehmens gilt eine Garantie von 40 Millionen Zyklen.

Weitere Informationen zu Automatisierungskomponenten finden Sie unter www.afag.com. Um ein Video des Systems in Aktion zu sehen, klicken Sie hier.

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