Greifer und Deckelschließanlage

Plug-and-play nach Südafrika

Bowler Plastics in Südafrika automatisierte zwei Arburg-Spritzgussmaschinen und beendet das eintönige manuelle Verschließen von Verschlusskappen aus Kunststoff für Lebensmittel- oder Kosmetikflaschen. Im Einsatz sind hier Greifersysteme und ein Deckelschließautomat von Gimatic.

Die Verschlusskappen (blau) müssen noch im warmen Zustand geschlossen werden, damit sie später Flaschen aller Art dicht verschließen. (Bild: Gimatic)

Bowler Plastics aus Kapstadt startete einst mit einer Arburg-Maschine die Produktion von Plastikteilen. Aktuell erzeugt Bowler Metcalf als Gruppe mit rund Mitarbeitern in vier Einzelunternehmen mehr als 500 Millionen Teile pro Jahr, unter anderem per Spritzguss, Seidensiebdruck, Digitaldruck oder Schlauchextrusion für gut 200 Kunden. Im Spritzgussbereich sind 54 Maschinen im Einsatz, davon 49 Maschinen von Arburg. Bisher hat in der Anwendung ein Maschinenbediener ohne Unterlass die von der Spritzgussmaschine ausgeworfenen Verschlusskappen (Fliptops) von Hand geschlossen. Jeweils vier Deckel kommen gleichzeitig aus der Maschine mit einer Taktzeit von 13 Sekunden. Sechs verschiedene Deckel-Varianten sind dabei möglich. Bowler hat sich dazu entschlossen, diesen Arbeitsgang zu automatisieren, nicht zuletzt um eine gleichbleibende Qualität zu erhalten. Maßgebliche Herausforderung war es, hierbei die Flexibilität des Maschinenbedieners bei verbesserter Qualität und niedrigeren Kosten beizubehalten.

Mit der Automatisierungslösung von Gimatic sollten die vorhandenen 3D-Negativ-Formteile genutzt werden können. Bowler wollte damit sechs verschiedene Deckeltypen abdecken. Die Fliptops werden nun sofort und im selben Zeitrahmen aus der Maschine entnommen, wodurch sich die Thermostabilität verbessert und der Ausschuss verringert. Natürlich arbeitet die Maschine effizienter als ein Mitarbeiter – und zudem 24 Stunden an sieben Tagen in der Woche. Die Entnahmeeinheit ist mit vier an die Deckelform angepassten Vakuumgreifern bestückt. Sie entnimmt die gleich ausgerichteten Kunststoffdeckel aus der Spritzgussmaschine und legt diese auf vier entsprechende 3D-Negativ-Formteile in der Deckelschließanlage ab. Diese besteht aus zwei synchron laufenden Linearachsen, die je zwei Deckel verschließen. Aus baulichen Gründen wurden die Linearachsen spiegelverkehrt aufgebaut. Daher muss die Entnahmeeinheit während des Entnahmevorgangs die unteren zwei Bauteile drehen, um sie anschließend lagerichtig ablegen zu können. Die Linearachse fährt dann über die abgelegten Deckel. Damit die Deckel nicht beschädigt werden, klappt sie zunächst ein sogenannter Flock um 90 Grad zu, bevor sie ein Pneumatikzylinder anschließend fest zudrückt. Während der Entnahmegreifer wieder ausfährt, um die nächsten Bauteile zu holen, werden die verschlossenen Deckel nacheinander um 180 Grad gedreht und mittels Luftstoß in einen bereitstehenden Behälter ausgestoßen.

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Abgestimmt auf jeweils drei Deckel wurden zwei verschiedene Deckelschließanlagen mit jeweils drei Greifern entwickelt. Um das Umrüsten auf die einzelnen Formate zu erleichtern, wurden diejenigen Bauteile, die es zu wechseln gilt, farblich markiert. Der Austausch erfolgt einfach: Schrauben lösen, Pneumatik- und Elektrik-Stecker lösen, und schon lässt sich die komplette Einheit entnehmen. Die beiden Systeme sind fast ausschließlich mit Gimatic-Komponenten aufgebaut. So wurden die Bauteile des Entnahmegreifers wie Vakuumsauger, gefederte Aufhängungen und das Schnellwechselsystem „MSI-A41“ am hauseigenen Profilschienensystem befestigt.

Weil die Verschlussmechanismen spiegelverkehrt aufgebaut sind, muss der Greifer die unteren zwei Kappen während der Zufuhr um 180 Grad drehen.

Die Deckelschließanlage basiert auf einem Profilrahmengestell und ist über Stellfüße am Boden festgeschraubt. Die Druckluftanbindung erfolgt über die Spritzgussmaschine beziehungsweise über das Roboterhandling. Hierfür wurde eine spezielle Schnittstelle in Form einer Ventilinsel generiert. Auch die Steuerung wird von der Spritzgussmaschine übernommen. Für die Linearachsen kommen zwei Lineareinheiten Type LP07 mit zwei Führungswagen zum Einsatz, angetrieben über einen Pneumatikzylinder. Kleine OFC-Zylinder fixieren die Deckel auf einer 3D-gedruckten Negativform.

Die Zylinder sind mit einem thermisch hochfesten Gummi mit einer hohen Reibeigenschaft ausgestattet, damit das Bauteil beim Schließvorgang nicht verrutscht oder beschädigt wird. Ein OFL Zylinder drückt die Deckel von oben zu. Dafür lässt sich der Druck bauteilabhängig einstellen. RT 25 Dreheinheiten werfen die Deckel schließlich aus. Diese Dreheinheiten haben eine integrierte Luftdurchführung und bauen im Vergleich zu vergleichbaren Produkten am Markt bei gleicher Kraft etwa 20 Prozent kleiner. Die ganze Anlage wird durch Magnetsensoren in Kommunikation mit der Spritzgussmaschine abgefragt, ausgewertet und überwacht.

Die Inbetriebnahme klappte reibungslos. Gimatic konnte ein echtes Plug-and-play System fertigen und musste für die Inbetriebnahme nicht eigens nach Südafrika reisen. Die Anlage wurde in Hechingen gefertigt und montiert. Vertreter für Arburg in Südafrika haben sie vor Ort abgenommen, bevor sie nach Afrika verschickt wurde. pb

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