Turnkey-Lösung für gebrauchsfertige Sonnenbrillen

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Arburg hat eine komplexe Turnkey-Anlage mit integrierter Prüfung und Verpackung für die Herstellung gebrauchsfertiger Sonnenbrillen entwickelt.

Mit einer „smarten“ Turnkey-Spritzgießanlage, die vollautomatisch gebrauchsfertige Uvex-Sonnenbrillen produzierte, hat Arburg auf der K 2019 gezeigt, wie sich mit mit Hilfe von Automation, Vernetzung und Mensch-Roboter-Kooperation effizient, zuverlässig und rückverfolgbar Produkte „ready to use“ herstellen lassen. Partner bei dieser Anwendung war neben Uvex der Werkstoffhersteller Ems.

Das Herzstück der Turnkey-Anlage war ein elektrischer Allrounder 570 A. Dank der beiden in die Gestica-Steuerung integrierten Füll- und Plastifizierassistenten „kannte“ die Maschine sowohl das Teil, das sie produziert, als auch einen wichtigen Teil ihres Equipments – die Plastifiziereinheit. Für hundertprozentige Rückverfolgbarkeit sorgte das Scada-System ATCM.

Der elektrische Allrounder 570 A im Clamp-Design verfügte auf der Messe in Düsseldorf über 2.000 kN Schließkraft und Gestica-Steuerung. In einer Zykluszeit von rund 50 s fertigte er aus transparentem PA12 einteilige Uvex-Sonnenbrillen der Filter-Kategorie 2, die sich laut Klassifikation für allgemeine Einsatzzwecke eignen.

Turnkey-Anlage mit Sechs-Achs-Roboter

Die Handhabung erfolgte mit einem Sechs-Achs-Roboter – von der Entnahme des Spritzteils aus dem Werkzeug bis zur Ausschleusung aus der Fertigungszelle. Foto: Arburg

Die Handhabung erfolgte mit einem Sechs-Achs-Roboter. Dieser entnahm die Spritzteile aus dem Werkzeug und führte sie zunächst einer Lasermarkierung zu. Dort wurde jede Brille mit einem individuellen DM-Code, dem CE-Zeichen und der Klassifizierung versehen. Dann wurde spektroskopisch auf Lichttransmission und UV-Undurchlässigkeit geprüft und zur objektiven Kontrolle der gewünschten Farbe der sogenannte Farbort bestimmt.

Im nächsten Schritt wurden Schlechtteile aussortiert und Gutteile auf einer Kühlstation abgelegt. Die Verpackung erfolgte als Mensch-Robot-Kooperation: Der Roboter gruff ein abgekühltes Teil, führte es der Anguss-Abtrennung zu und positionierte es schließlich vor ein Schott. Dieses wurde nun von außen per Knopfdruck geöffnet. Sobald manuell ein Stoffbeutel unter dem Greifer positioniert war, ließ dieser die fertige Brille fallen, sodass sie samt Beutel entnommen und an den Messebesucher ausgegeben werden konnte. Dieses effiziente Produktkonzept sparte weiteren Aufwand für die Verpackung.

Zu 100 Prozent rückverfolgbar

Nach Lasermarkierung und Qualitätsprüfung legt der Sechs-Achs-Roboter die Gutteile auf einer Kühlstation ab. Foto: Arburg

Auf einer individuellen Website wurden nach Scannen des Codes die teilespezifischen Daten angezeigt. Im DM-Code sind zum einen Prozessdaten wie Schussgewicht, Nachdruck, Zykluszeit und Datum hinterlegt. Zum anderen erhält er die Ergebnisse der Qualitätsprüfung und stellt Transmission und Farbort grafisch dar. Gesammelt und zusammengeführt hat sie das SCADA-System ATCM (Arburg Turnkey Control Module). Die Datenübertragung erfolgte über eine OPC-UA-Schnittstelle.

Assistenten für Füllsimulation und Plastifizierung

Bei allen Allroundern im Clamp-Design gehören vier der sechs Assistenzpakete von Arburg zur Standardausstattung. Die Pakete sowie der neue Füllassistent und der neue Plastifizierassistent, mit denen das Exponat ausgestattet ist, unterstützen den Bediener aktiv und erleichtern die Arbeit an der Maschine passend zur jeweiligen Produktionsanforderung – vom Starten, Einrichten und Optimieren über das Produzieren und Überwachen bis hin zum Service.

Den neuen Füllassistenten hat Arburg zusammen mit Simcon, Aachen, entwickelt und die Funktionalität erweitert, um ein größeres Werkzeug- und Materialspektrum abzudecken. Dank des Füllassistenten „kennt“ der Allrounder das Spritzteil, das er produziert. Dazu werden das offline erstellte Simulationsmodell und die Bauteilgeometrie direkt in die Gestica-Steuerung eingelesen und in Echtzeit der Füllgrad des Bauteils in Relation zur aktuellen Schneckenposition als 3D-Grafik animiert. So kann der Maschinenbediener am Gestica-Bildschirm interaktiv die Ergebnisse der offline erstellten Simulation mit dem Füllverhalten des letzten Zyklus vergleichen. Daraus resultieren Vorteile in Sachen Rüstzeit, Sicherheit und Effizienz.

Die Verpackung in einem funktionalen Beutel erfolgt in Mensch-Robot-Kooperation. Foto: Arburg

Hinter dem Plastifizierassistenten steckt die Idee, das Zylindermodul „smart“ zu machen. Dank eines darauf integrierten Speicherchips „kennt“ die Maschine ihre Plastifizierung. Der Assistent nutzt einerseits die Daten des Chips, um Parameter wie die Auslastung der Plastifizierung und Verweilzeiten automatisch zu berechnen. So lässt sich die Materialaufbereitung schnell bewerten und optimieren. Andererseits schreibt der Plastifizierassistent Daten zur Modul- und Prozesshistorie, wie zum Beispiel Betriebsstunden oder Durchsatz, auf den Chip. Das schafft die Voraussetzungen für eine Wartung nach Bedarf, also die Basis für „Predictive Maintenance“, und verbessert die Fehlersuche für den Service.

ATCM erfasst Prozess- und Qualitätsdaten

Das Scacda-System ATCM ist für neue Turnkey-Anlagen von Arburg erhältlich und verfügt über eine anlagenspezifische Oberfläche. Voraussetzung zur Implementierung und Datentransfer ist eine OPC-UA-Schnittstelle. Jedes Bauteil erhält im ATCM automatisch eine eigene Nummer (ID). Die Hauptaufgabe des Scada-Systems ist es, teilespezifische Prozessparameter und Prüfergebnisse zu erfassen und zusammenzuführen. Die einzelnen Datensätze werden in festgelegten Intervallen einem auswertenden System wie zum Beispiel dem Arburg Leitrechnersystem ALS bereitgestellt. Auf diese Weise lässt sich jedes Teil über die Qualitätssicherung bis zum Ausschleusen aus der Fertigungszelle lückenlos dokumentieren.

sk

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