Automatisiertes Teilehandling für effiziente Spritzgießautomaten

Kunststoffindustrie: Automatisiertes Teilehandling für effiziente Spritzgießautomaten

In der Automobilfertigung übernimmt heute ein kostengünstiger und einfach zu bedienender Low-Cost-Roboter monotone Aufgaben wie das Einlegen von Eiskratzern in eine Spritzgussmaschine, die früher von Mitarbeitern durchgeführt wurden. Die Investition in diese automatisierte Teilehandhabung amortisiert sich bereits nach etwa vier Monaten.

Zum Beispiel bei einem Hersteller von Eiskratzern: Ein Mitarbeiter legt zu Schichtbeginn zwanzig Rohlinge in ein Magazin und startet die Spritzgussmaschine BOY 35 EVV. Der Vier-Achs-Roboterarm robolink des Kölner Kunststoff-Spezialisten igus übernimmt dann die Aufgabe, einen Rohling mit einem Vakuum-Endeffektor zu greifen und zur Umspritzmaschine zu bewegen. Dabei kann der Roboterarm sowohl einen fertig umspritzten Eiskratzer aufnehmen als auch den nächsten Rohling platzieren - und das in einem einzigen Bewegungszyklus, was Zeit spart. Der fertige Eiskratzer wird schließlich vom Roboterarm auf ein Förderband gelegt.

Diese Lösung für das automatisierte Teilehandling wurde erstmals auf der Fakuma 2018, der Internationalen Fachmesse für Kunststoffverarbeitung, vorgestellt. “Das Thema Automation wächst stark in der Kunststoffbranche”, sagt Bernd Fischer, Bereichsleiter Anwendungstechnik und Service bei Dr. BOY. “Im Gegensatz zu früher verlassen heute immer mehr Maschinen unser Haus automatisiert.”

Die kunststoffverarbeitende Industrie ist einer der bedeutendsten Wirtschaftszweige Deutschlands. Laut Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie (GKV) erwirtschaften über 330.000 Beschäftigte einen Jahresumsatz von über 65 Milliarden Euro. Aber die Branche befindet sich in einer Transformationsphase, genau wie die meisten anderen Industriezweige. Der Kostendruck steigt und Themen wie Automatisierung und Industrie 4.0 werden zum Wettbewerbsfaktor.

“Viele Betriebe scheuen das Thema Automatisierung, weil sie hohe Investitionskosten befürchten”, sagt Norman Franke, Leiter Automatisierung Spritzguss bei igus. “Dank Low-Cost-Robotic ist es heute jedoch problemlos möglich, monotone und gefährliche Prozesse kostengünstig und risikoarm zu automatisieren.” Der Roboterarm robolink mit 5-DOF kostet ab 3.845 Euro - ein Bruchteil des Preises herkömmlicher Industrieroboter. Der Grund für die niedrigen Kosten: Viele Bauteile des Roboterarms, etwa Lager und Getriebe, bestehen nicht aus Metall, sondern aus Hochleistungskunststoff.

“Die Investition kann sich bereits nach vier Monaten amortisieren”, betont Fischer. Denn die Mitarbeiter müssen nur noch zehn Prozent ihrer Arbeitszeit mit Teilehandling verbringen - und zwar mit dem Nachfüllen von Eiskratzer-Rohlingen in ein Magazin, aus dem sich der Roboterarm bedient.

Low-Cost-Robotic ist nicht nur in der Anschaffung vergleichsweise günstig, sondern auch im Betrieb. Das beginnt bei der Bedienung. “Viele Unternehmen fürchten, dass sie viel Geld für IT-Experten ausgeben müssen, um den Roboterarm zu programmieren”, sagt Fischer. “Tatsächlich ist es aber bereits nach einer Einarbeitungsphase möglich, den Roboterarm selbst zu programmieren.”

Das Herzstück der Anlage ist eine 3D-Simulation des Roboterarms, ein digitaler Zwilling des realen Roboters. Mitarbeiter legen mit Mausklicks Start- und Zielposition des Arms fest, und die Software berechnet die Bewegungsbahnen automatisch. Die passende Robotersteuerung, fertig integriert in einen Schaltschrank, steuert die Schrittmotoren an und kommuniziert über die EUROMAP-Schnittstelle mit der Steuerung des Spritzgießautomaten. Die intuitive Bedienung der Anlage reduziert den Bedarf an IT-Fachkräften auf ein Minimum.

Die Lager des Roboterarms bestehen aus Hochleistungskunststoff, was einen Trockenlauf ohne Schmiermittel ermöglicht. Die leichten Kunststoffbauteile senken den Energieverbrauch, ein wichtiger Faktor in Zeiten steigender Energiekosten. Die Automatisierung benötigt keinen zusätzlichen Platz, da sie innerhalb der Aufstellfläche des kompakten Umspritzautomaten stattfindet. Der Low-Cost-Roboter, das Teilemagazin und das Förderband sind platzsparend auf dem freien Maschinentisch des Spritzgießautomaten positioniert.

Die Low-Cost-Automation von Spritzgussmaschinen trifft auf einen großen Marktbedarf. Sie ist besonders geeignet für Maschinen mit längeren Zyklen. Bei Zykluszeiten von über 30 Sekunden ist es wirtschaftlich sinnvoll, das Teilehandling mit Low-Cost-Robotic zu automatisieren. Der Roboterarm bewegt sich mit einer maximalen Geschwindigkeit von 0,25 Metern pro Sekunde und schafft sieben Picks pro Minute.

Die Online-Plattform RBTX bündelt die Kompetenzen mehrerer Hersteller von Low-Cost-Robotic. Betriebe können Automationslösungen mit Hilfe eines Konfigurators zusammenstellen. Roboter von igus bilden das elektromechanische Grundgerüst und lassen sich mit Komponenten verschiedener Hersteller kombinieren. Alle Komponenten sind bereits miteinander getestet und kombiniert, was ein reibungsloses Zusammenspiel gewährleistet. Betriebe können sich Lösungen bequem zusammenstellen und sofort loslegen.

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