Vollautomatischer Werkzeugwechsel im Minutentakt

Stäubli wird auf der K 2019 mit einem spektakulären Exponat zeigen, was heute beim automatischen Wechsel von Spritzgießwerkzeugen technisch möglich ist.

Seit der viel beachteten Vorstellung seiner Lösung zum vollautomatischen Wechsel von Spritzgießwerkzeugen in einer Minute auf der K 2016 hat Stäubli seine Lösung konsequent weiterentwickelt, um das Spritzgießen das Spritzgießen flexibler und produktiver denn je zu machen.

So hat Stäubli zahlreiche SMED-Analysen aus vielen Kundenapplikationen ausgewertet, um die Produktivität beim Spritzgießen noch weiter zu steigern. Das Kürzel SMED steht übrigens für „Single Minute Exchange of Die“ und ist eine von Toyota entwickelte Methode zur Senkung der Rüstzeiten beim Werkzeugwechsel.

Auf Basis der verfügbaren Datenbasis aus vielen konkreten Projekten können die Stäubli Experten heute viele Fragen der Spritzgießer  kompetent beantworten. Zum Beispiel: Wie lassen sich Nebenzeiten reduzieren? Worauf kommt es bei der Auswahl des richtigen Spannsystems an? Wann lohnt sich der Einsatz einer eigenen Werkzeug-Servicestation? Was ist bei der Auswahl von Schnell- und Multikupplungen zu beachten? Welche Art des Werkzeugwechsels ist unter bestimmten Einsatzbedingungen am effizientesten?

Natürlich floss das gewonnene Know-how zudem in Erweiterungen und Anpassungen des Produktprogramms ein, das nun nach Überzeugung von Stäubli bei der Automation von Spritzgießmaschinen keine Wünsche mehr offen lässt: „Wir haben die Zeit seit der K 2016 genutzt, um unser Expertenwissen zu erweitern und unser produktseitiges Angebot zu vervollständigen, so dass wir heute jedem Kunststoffverarbeiter vom Drei-Mann-Betrieb bis zum Großkonzern eine exakt auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnittene Lösung erarbeiten können. Und das werden wir auf der K in Düsseldorf beweisen“, verspricht André Lucchetti, Connectors Group Division Manager.

Wie Stäubli betont, wird natürlich beim K-Messeauftritt 2019 die ganzheitliche Industrie 4.0 Komplettautomation rund um die Spritzgießmaschine im Mittelpunkt stehen. Schließlich hat Stäubli in diesem Bereich durch die Expertise der einzelnen Geschäftsbereiche Fluid Connectors, Electrical Connectors und Robotics eine gebündelte Kernkompetenz wie kein anderer Anbieter weltweit.

Ungeachtet dieser Gesamtlösungskompetenz will der Hersteller auf der Messe aber eine weitere wichtige Kernbotschaft kommunizieren wie Thierry Parent, Plastics Marketing Manager betont: „Kunststoffverarbeiter können mit Stäubli den Weg in die Automation Schritt für Schritt beschreiten. Unser gesamtes Quick-Mould-Change-Lösungsangebot ist modular aufgebaut. Anwender können damit zunächst mit kleinem Budget in Multikupplungssysteme investieren und damit bereits große Produktivitätszugewinne erzielen. Ob und inwieweit weitere Investitionen sinnvoll sind, entscheidet sich nach individuellen Gegebenheiten.“

Welcher Automatisierungsgrad für die jeweilige Anwendung und Unternehmensgröße anzustreben ist, lässt sich unter anderem mit der Kennzahl Overall Equipment Effectiveness – OEE – bestimmen. Die Stäubli Experten greifen bei der Beratung gerne auf die OEE zurück, in die die Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität einfließen, um eine maßgeschneiderte Lösung in engem Schulterschluss mit dem Betreiber zu finden.

Was die ganzheitliche Automation von Spritzgießmaschinen heute beinhalten kann, unterstreicht Stäubli mit einem spektakulären Messeexponat, bei dem alle Prozessschritte aufeinander abgestimmt und digital vernetzt sind. Die Besucher der K 2019 erleben live vor Ort, wie sich einzelne Prozesse gegenseitig beeinflussen und dank Industrie 4.0 fähiger Komponenten optimieren lassen. Die komplette Anlage verdeutlicht, wie einfach eine komplexe Aufgabestellung mit durchgängiger Stäubli Technologie zu lösen ist. In der Praxis ermöglichen diese Quick Mould Change-Lösungen den Wechsel von Spritzgießwerkzeugen unter höchsten Sicherheitsstandards innerhalb weniger Minuten.

Die Messeapplikation wird den Messebesuchern dabei Schritt für Schritt zeigen, mit welchen Technologien sich diese Performance realisieren lässt: Den Startpunkt bildet die Werkzeugvorbereitung mit integrierter Vorwärmstation. Hier wird parallel zur laufenden Produktion das nächste Spritzgießwerkzeug für den Einsatz auf der Maschine vorbereitet. Der Anschluss sämtlicher Medien-, Energie- und Signalverbindungen erfolgt mit einem einzigen Handgriff über ein Stäubli Multikupplungssystem.

Ist die vorgeschriebene Temperatur erreicht, übernimmt ein Werkzeugwechselwagen den Transport des Werkzeugs direkt an die Maschine. Eine elektromotorisch angetriebene Mechanik führt den Werkzeugwechsel in höchster Präzision aus – natürlich komplett sensorisch überwacht. Dabei stimmen Maschine und Wagen ihren Zustand automatisch bei jedem Schritt ab.

Der Werkzeugwechselwagen erkennt sowohl die Werkzeug- als auch die Maschinendaten und passt selbst die Übergabehöhe des Werkzeuges genau an. Anschließend gewährleistet die Stäubli Werkzeug-Zentriereinheit eine passgenaue Positionierung, ehe das Werkzeug in wenigen Sekunden magnetisch gespannt wird.

Um dem Anwender die optimale Lösung für seine Applikation bieten zu können, hat Connectors von mechanischen über hydraulische bis hin zu magnetischen Systemen jede denkbare Lösung im Programm. „Um die Entscheidungsfindung zu vereinfachen, haben wir eine Software entwickelt, mit der sich die voraussichtliche Amortisationszeit berechnen lässt. Dazu werden konkrete Anwenderdaten wie Anzahl der Werkzeugwechsel pro Anlage, die hierfür benötigte Zeit und einhergehende Kosten berücksichtigt. Der Vergleich mit dem an der Anlage installierten Schnellspannsystem zeigt die Verbesserungspotenziale“ so Robert Neubauer, QMC Sales Manager.

Bei der Messeapplikation kommt übrigens das Magnetspannsystems QMC 122 zum Einsatz, das mit einfacher Bedienung und erhöhtem Datenfluss für noch mehr Prozesssicherheit überzeugt. Das System lässt sich ohne Modifikationen an nahezu allen Spritzgießmaschinen und Werkzeugen einsetzen und ist mit Euromap-, SPI- und JIS-Interfaces kompatibel.

gk