Spritzgießanlagenautomation, MartinMechanic, MAS 241995, Robotik, Produktion

Die Größe eines kleinen Einfamilienhauses hat die Spritzgießanlage MAS 241995 von MartinMechanic, die für einen Kunden in der Elektronikindustrie gebaut worden ist. Bild: MartinMechanic

Gerade einmal acht Monate hatten die Ingenieure von MartinMechanic Zeit, um einem Kunden in der Elektronikindustrie seine passgenaue Produktionslösung zu liefern. Mit der neuen Anlage werden zwei Millionen Baugruppen pro Jahr umspritzt. Die Gesamt-Zykluszeit beträgt 50 s. Zur Erreichung der geforderten Stückzahl kommt ein Vierfach-Spritzgusswerkzeug zum Einsatz. MartinMechanic hat sich dabei sowohl bei den Vier-Achs-Robotern, von denen vier verbaut wurden, als auch beim Sechs-Achs-Roboter für die Stäubli entschieden. Deren Roboter sind für ihre enorme Arbeitsgeschwindigkeit wie auch für ihre hohe Präzision bekannt. Der Sechs-Achs-Roboter ist für das Beladen des Spritzgusswerkzeugs mit Rohteilen und das Entnehmen der Fertigteile zuständig.

In aufeinander gestapelten Kunststoff-Trays werden die zu ummantelnden Bauteile der Anlage zugeführt. Das Einlegen der Blister und die Entnahme der fertigen Teile sind die einzigen Arbeitsschritte, die der Werker von Hand erledigen muss. Da der 1 m hohe Stapel, bestückt mit 20 Blistern, bis zu 1 h autark arbeiten kann, hat der Werker ausreichend Zeit, mehrere Anlagen parallel zu bedienen. Der erste Roboter entnimmt zunächst die Federn aus den Blistern, um sie vorsichtig auf die Aufwärmplatte aus Aluminium zu legen. Der zweite Roboter greift sich die Blechteile, um sie in die Stanzeinheit einzulegen. Nach dem Freistanzen werden auch sie sorgfältig auf der Aufwärmplatte abgelegt.

Mit seinem Vierfach-Greifer bestückt der dritte Roboter das Spritzgusswerkzeug, das allein schon eine Tonne wiegt, jeweils mit vier Baugruppen, wobei immer vier Federn und vier ausgestanzte Blechteilchen nebeneinandergelegt werden. Dafür wurde vorab ein genaues Abstandsmaß definiert. Nach dem Umspritzen werden die Bauteile auf die Abkühlstation gelegt, wo sie in kürzester Zeit auf Raumtemperatur gebracht werden. Dafür werden sie mit Niederhaltern fixiert. So können sich die Bauteile beim Abkühlen nicht mehr verziehen.

Der vierte Roboter legt nun die ummantelten Bauteile einzeln in die Stanzeinheit ein, um sie von den letzten Verbindungsresten zu befreien. Bei den Stanzvorgängen kommt eine maximale Stanzkraft von 30 kN zum Tragen. Nach dieser zweiten Stanzung wandern die wieder gefüllten Blister über ein Umlaufband zur Hochvoltprüfung. Mit Federkontaktstiften senkt sich der Prüfkopf auf die Bauteile, um sie auf ihre Isolations- und Spannungsfestigkeit zu testen. Die Prüfspannung liegt bei 1500 V. Bauteile, die die Hochvoltprüfung nicht bestehen, werden vom Roboter direkt in den Schlechtteile-Schacht geworfen.

Die guten Bauteile wandern in die Laserstation, wo sie eine Chargen- und Seriennummer erhalten. In der Oberflächenreinigungsstation werden die Bauteile mit Druckluft von Flitter befreit. Der Metallstaub entsteht beim Stanzen. Anschließend legt der Roboter die sauberen, guten Teile einzeln auf einem Austrageband ab. Zum Schluss führt der Werker noch eine optische Sichtkontrolle der guten Teile durch, ehe er sie wieder in den Blister zurücklegt. Für die Steuerung der Anlage bedient er sich eines mobilen Panels. Der Schaltschrank wurde in diesem Fall aus Platzersparnis oberhalb der Zelle und die Robotercontroller im unteren Zellengestell angebracht.