Roboter mit Feingefühl optimiert Werkzeugbestückung

Die zunehmende Miniaturisierung elektronischer Bauteile stellt einen Spritzgießverarbeiter vor Herausforderungen. Eine spezielle Automatisierungslösung mit Robotereinsatz verbessert die Effizienz beim Arbeiten mit 0,6-mm-Kontakten.

Der Spritzgieß- und Werkzeugbauexperte Reiter HG Geiger Kunststofftechnik GmbH, Hilpoltstein, hat angesichts der zunehmenden Miniaturisierung in Zusammenarbeit mit einem Maschinenbau-Spezialisten eine automatisierte Anlage zur hochpräzisen Werkzeugbestückung entwickelt. Das System ist in der Lage, Kontaktstifte mit nur maximal 0,6 mm Durchmesser zuverlässig zu vereinzeln, zu greifen und mit einer Toleranz von wenigen µm zu platzieren. Dadurch konnten nicht nur die Arbeiter entlastet werden, gleichzeitig reduzierte sich auch das Risiko für Verluste der winzigen Präzisionsdrehteile deutlich.

Im Bereich Medizintechnik produziert Reiter bereits seit längerem ein diffiziles Teil aus Thermoplast mit umspritzten Kontakten. Wechselschieber mit zwei Spritznestern müssen dafür mit jeweils vier Metallkomponenten bestückt werden. Die Dimensionen verlangten den Bedienpersonen jedoch höchste Konzentration ab: Die gedrehten und beschichteten Teile sind nur 1,65 mm lang und weisen einen Durchmesser von lediglich 0,4 mm, am Kopfstück 0,6 mm auf. Sie von Hand in die vorgesehenen Werkzeugaussparungen einzusetzen, die weit weniger als 0,01 mm Spielraum bieten, bedeutete eine Herausforderung.

Erste Hürde war die Vereinzelung der Kontaktstifte, um sie später gezielt greifen zu können. Hier kam ein Vibrationsfördertopf mit einer umlaufenden Rinne zum Einsatz. An deren Ende wartet ein Vakuumsauger, der den vordersten Kontakt in der Reihe aufnimmt und ihn frei positioniert. Ein Roboter-Arm erfasst den Stift, jedoch ohne ihn zu beschädigen, und bringt ihn zum Wechselschieber.

Beim tatsächlichen Bestücken war mit dem genauen Einbringen in die Werkzeugbohrung eine weitere Herausforderung zu bewältigen. Dazu wird der Schieber, ähnlich wie in der Spritzgießmaschine selbst, zunächst mit Hilfe von Kurzhubzylindern in der Roboterzelle zentriert und dann geklemmt, um ein Verrutschen auszuschließen.

Der gesamte Vorgang dauert für alle vier Kontaktstifte pro Schieber nur wenige Sekunden. Da alle komplexen Prozesse im System vorprogrammiert sind und autonom ablaufen, fiel es dem Personal bei Reiter leicht, sich an die Zusammenarbeit mit dem neuen Roboterkollegen zu gewöhnen. Alle Komponenten wie Sensoren, Aktoren und Controller kommunizieren über Profibus und gewährleisten, dass der Roboter den definierten Bewegungsschritten folgt.

Wie die Automationsprozesse im Einzelnen gestaltet sind und welche Hürden dabei genommen wurden, lesen Sie bitte in der K-PRAXIS "Roboter und Automation" in K-ZEITUNG-Ausgabe 10/2016.

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