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Einbaufertige Entnahmeeinheit für Spritzgussteile der neuen C-KlasseGreifen – ohne Anfassen

Höchstempfindliche Teile bei der Entnahme aus einem Spritzgusswerkzeug wie rohe Eier zu behandeln war eine der Herausforderungen, vor die Gimatic bei dieser Applikation aus der Automobilfertigung gestellt wurde.

Einbaufertige Entnahmeeinheit für Spritzgussteile der neuen C-Klasse: Greifen – ohne Anfassen

Der Zulieferer Fischer Automotive Systems benötigte für die Fertigung der Lüftungsdüsen der neuen Mercedes-Benz C-Klasse von Daimler eine Entnahmeeinheit. Die soll die Einzelteile für täglich 15.000 Bauteile bei der Entnahme aus der Spritzgussmaschine vor unerlaubten Zugriff schützen und dabei für präzise Rundheit sorgen. 4.000.000 dieser Lüftungsdüsen sollen so in sechs Jahren bereitgestellt werden; dem Qualitätsanspruch und der Ausschussminimierung wird besondere Bedeutung beigemessen. Es gilt absolutes Berührungsverbot: Zwar sind diese Bauteile natürlich nicht so empfindlich, dass die reine Berührung gleich Kratzer verursachen würde – jedoch im 80 bis 90 Grad Celsius warmen Zustand, in dem sich die Teile befinden, wenn sie aus dem Spritzgusswerkzeug kommen, ist das der Fall. Selbst der kleinste Fingerabdruck würde die Qualität schon mindern.

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Bei der Bewältigung des hohen Entnahme- und Ablagepensums dieser Spritzgussteile helfen sieben Roboterhände von Gimatic aus Bodelshausen. Die Entnahme von jeweils vier Teilen sowie der Angüsse und schließlich das Ablegen in Trays dauert jeweils eine halbe Minute. Das Greiferkonzept von Gimatic überzeugte bei Fischer, besonders bei dem Aspekt Verdrücken sowie der Möglichkeit, unterschiedliche Durchmesser mit nur einem Greifer zu handeln. Der Entnahmeprozess geschieht wie folgt: Im Werkzeug werden vier Teile gleichzeitig spritzgegossen. Der Spritzzyklus beginnt mit dem Erhitzen des Granulats. Anschließend wird diese 300 Grad Celsius heiße Spritzmasse in die verhältnismäßig kalte Form mit einer Temperatur von 90 Grad Celsius eingespritzt. Dort erhält der Kunststoff seine Geometrie. Nach dem Abkühlen auf 90 Grad Celsius werden die Teile über einen hydraulischen Auswerfer entformt. Der Entnahmegreifer, bestehend aus vier Großhubgreifern, fährt ins Werkzeug und holt sich die Teile heraus.

Greifer für Durchmesservarianz

Insgesamt können auf einer Maschine sieben verschiedene Teile mit unterschiedlichen Durchmessern spritzgegossen werden. Gefertigt werden Blenden, Rosetten und Kugelvorderteile in den Abmessungen zwischen 68 bis 74 Millimeter Durchmesser. Sie werden später zu den Lüftungsdüsen montiert, die schließlich alle ihren Platz im Sichtbereich des Fahrzeugs finden. Die Gimatic-Greifer können in dieser Durchmesserdifferenz variieren. Nach der Entnahme bewegt sich der Greifer zur Ablageposition. Dort warten über ein Förderband zugeführte Trays auf die Ablageprozedur. Die Trays werden anschließend direkt zur Düsenmontage gebracht, wo die Bauteile vor Ort, ohne weiteren Einflüssen ausgesetzt zu sein, entnommen werden.

Für die Flexibilität der Entnahmestation sorgen Großhub-Parallelgreifer der Baureihe SZ, die flach bauen und große Hübe von zwei mal sechs Millimeter fahren können. So ermöglichen sie, dass das ganze Teilespektrum mit einem Greifer aufgenommen und abgelegt werden kann. Der Mechanismus, der die flache Bauform des Großhubgreifers und seinen großen Hub ermöglicht, ist patentiert. Besonders ausgeformte Formbacken ermöglichen es, die Teile innen zu greifen – das war konstruktive Tüftelei, denn es mussten alle Störkonturen des Teilespektrums beim Aufnehmen und Ablegen ausgeschaltet werden. Ebenso ausgeklügelt ist die Ablageprozedur in die Trays, für die aufgrund der unterschiedlichen Größen und Formen gleich 14 Ablageprogramme erarbeitet werden mussten. Die Kompliziertheit ergibt sich daraus, dass nicht jeder der vier Greifer jede Stelle im Tray erreicht. Bei der Teileerkennung, ob der Platz schon belegt oder noch frei ist, hilft ein eingebauter Sensor, der auch Alarm schlägt, wenn sich noch ein Teil beim Wiedereinfahren ins Werkzeug auf dem Greifer befinden sollte. So wird zuverlässig eine Kollision verhindert. Der gefederte Anguss-Greifer zur Entnahme der später überflüssigen Angüsse, die beim Spritzgussvorgang erforderlich sind, ist mit einem Druckminderventil ausgestattet und damit selbsteinstellend. Alle Greifer sind einzeln ansteuerbar und fest auf der Platte verstiftet.

Teile dürfen nicht verdrückt werden

Bei dieser Anwendung kommt es darauf an, die empfindlichen Hochglanzoberflächen kontaktlos aus dem Werkzeug zu entnehmen und abzulegen. Die Rundheit der Bauteile während der Entnahme ist beizubehalten; zwischen Kugelvorderteil, Rosette und Blende gibt es Spaltbilder, die übereinanderpassen müssen, weil sie später im montierten Zustand übereinander liegen. Dafür müssen sie in einem Toleranzbereich mit plus/minus 0,2 Millimeter Rundheit gefertigt werden. Die Einhaltung dieser Toleranzen wurde durch eingebaute Druckminderer und die spezielle Greiferbacken-Geometrie sichergestellt.

pb

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