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Kontrollwaagen steuern Roboter

Waagen und Roboter im Team - für fehlerfreie Produktion 

 

Hier spielen Menschen nur die Zuschauerrolle: Bei Weiss Kunststoffverarbeitung (Illertissen, Bayern) werden Spritzgussteile mit integrierter Qualitätskontrolle hergestellt. Ein Prozess, ausgeführt von einem Roboter und einer Waage. Die Aufgabe des „Teams“: Die Abläufe so effizient wie möglich zu gestalten und die Fehlerquote auf Null zu reduzieren.

Der Roboterarm schnellt zur Spritzgussmaschine, entnimmt frisch gespritzte Teile aus Polyamid, schwenkt um 180 Grad, legt die Spritzgussteile auf das Abkühlband. Dann nimmt er mit festem Griff bereits abgekühlte Teile vom Band, schwenkt wieder seinen Arm und legt die Polyamid-Teile zum zweiten Mal in die Spritzgussmaschine. Jetzt werden die Hohlräume gefüllt – diesmal mit einem Thermoplastischen Elastomer (TPE), einem Weichmaterial.

Der Roboter ist blitzschnell und bewegt sich trotz der hohen Geschwindigkeit mit präzisen Linien im Raum – reizt jeden Bruchteil von Sekunden und Millimetern aus, arbeitet so mit größtmöglicher Effizienz.

Spritzgussteile dienen als Spannschienen für Steuerketten

Die Spritzgussteile aus zwei Komponenten (2K-Spritzgussteile) werden bei Weiss für einen Automobilkonzern produziert. Robert Heller, stellvertretender Betriebsleiter, unter anderem verantwortlich für die Konstruktion der Produktions- und Automatisierungstechnik: „Die 2K-Spritzgussteile werden als Spannschienen für Steuerketten in Viertaktmotoren eingesetzt und sorgen für die korrekte Kettenspannung.“

Seit rund vier Jahren werden bei Weiss die Spannschienen mit zwei Komponenten produziert. Vorteil des Verfahrens: Das Ausspritzen der Hohlräume mit dem Weichmaterial TPE dient der Minimierung des Laufgeräusches der Steuerkette.

 

Kontrollwaagen im Prozess - Robert Heller

Robert Heller

Der stellvertretende Betriebsleiter bei Weiss Kunststoffverarbeitung in Illertissen setzt bei der Qualitätskontrolle auf Sonderwaagen der DEW im Verbund mit Robotern

Herausforderung – Verarbeitung verschiedener Materialien

Das Verfahren zieht jedoch Herausforderungen nach sich:
Das Weichmaterial TPE ist sehr empfindlich, es baut bei Maschinenstillstand thermisch ab und verliert seine Fließfähigkeit. Daher müssen nicht voll ausgeformt Teile zuverlässig erkannt und ausgeschleust werden.

Lösung – Qualitätskontrolle mit Wägetechnik

Die Lösung: Die Integration einer Qualitätskontrolle in die Fertigung, die Aussagen macht über den Füllgrad der 2K-Spritzgussteile. An der Stelle kommt die Kontrollwaage der DEW ins Spiel.

Nachdem die Spritzgussmaschine die Hohlräume der Spannschienen gefüllt hat, greift der Roboter nach ihnen und legt sie auf die Wägebrücke der DEW-Kontrollwaage. In der Waagenanzeige D125 sind die zulässigen Toleranzen der Gewichtswerte hinterlegt. Entsprechend sendet die Waage für das jeweilige Spritzgussteil entweder ein In-Ordnung- bzw. ein Nicht-In-Ordnung-Signal an den Roboter. Liegt der Gewichtswert innerhalb der Toleranz greift sich der Roboter das Spritzgussteil und legt es auf das Transportband. Von hier aus wird es dann zur Kommissionierung transportiert – so reduziert die DEW-Kontrollwaage die Fehlerquote im Prozess auf Null. Heller: „Wir können auf diese vergleichsweise einfache Weise zuverlässig erkennen, dass das Kunststoffteil vollständig ausgeformt ist.“

Kontrollwaagen im Prozess

Sonderlösung Doppel-Kontrollwaage

Die Waagenanzeige D125 - eine Eigenentwicklung der DEW - ist verbunden mit den beiden Wägebrücken im Hintergrund, auf denen der Füllgrad von Spritzgussteile kontrolliert wird
Roboter zwischen Spritzgussmaschine und Kontrollwaage

Spritzgussmaschine

Der Roboterarm holt eine mit Kunststoff ausgespritzte Spannschiene aus der Spritzgussmaschine - im Vordergrund die beiden Wägebrücken der Kontrollwaage...
Digitale Industriewaagen automatisieren Prozesse

Zwei Wägebrücken

...legt die Spannschiene auf eine der Wägebrücken und nimmt ein bereits gewogenes Spritzguss-Teil von der zweiten Wägebrücke der Doppel-Kontrollwaage...
abkühlband

Abkühlband

...legt es zum Abkühlen auf das Band, greift sich dann abgekühlte Teile, um sie für eine weitere Füllung in die Spritzgussmaschine zu legen...

Transportband

...nach der Qualitätskontrolle durch die Doppel-Kontrollwaage legt der Roboterarm die Spritzgussteile auf das Transportband, das zur Kommissionierung führt...

Kommissionierung

...eine Mitarbeiterin prüft die fertigen Spannschienen, die auf dem Transportband ankommen, und stapelt sie dann in eine Kleinteile-Box (KLT-Box)

Zwei Wägebrücken im wechselnden Einsatz 

Kontrollieren, ob Gewichtsdaten innerhalb von Toleranzen liegen – eine Standard-Aufgabe für Kontrollwaagen. Doch bei Weiss in Illtertissen ist eine Sonderanfertigung der DEW im Einsatz – die Doppelt-Kontrollwaage, die über eine Waagenanzeige verfügt, die mit zwei Wägebrücken verbunden ist, die abwechselnd im Einsatz sind. Ein System, das die Effizienz innerhalb der Prozesskette steigert.

Für mehr Genauigkeit und Effizienz im Prozess

Hintergrund: Nach Ablage der beiden Teile auf zwei Wägebrücken benötigt jede Waage ca. ein bis zwei Sekunden Ausschwingzeit, um eine präzise Wägung zu garantieren. Nach Ermittlung des Gewichts auf der ersten Wägebrücke schaltet die Steuerung auf die zweite Wägebrücke um. Somit wurden die Kosten für eine weitere Wägesteuerung eingespart. Da nach dem Umschalten auf die zweite Wägebrücke die Ausschwingest nicht mehr abgewartet werden muss, ist der Zeitverlust gering.

„Diese Sonderlösung hatte nur die DEW im Angebot“, so Heller. „Mitbewerber, mit denen wir gesprochen hatten, boten uns lediglich den Einsatz von Standardwaagen an. Wir sind sehr zufrieden mit dem Wägesystem der DEW. Es läuft reibungslos.“

 

Kurzporträt - Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG

  • Das Unternehmen (Illertissen, gegründet 1946, insg. 290 Mitarbeiter) hat sich auf die Fertigung von funktionalen Spritzgussteilen konzentriert
  • Eingesetzt werden die Spritzgussteile unter anderem im Motorraum von PKWs von zahlreichen europäischen Autoherstellern
  • Weiss Kunststoffverarbeitung übernimmt die gesamthafte Problemlösung – von der Beratung zur kunststoffgerechten Bauteilkonstruktion bis hin zu Fertigungs- und Montagekonzepten.
  • Mehr als 80 Spritzgießmaschinen produzieren an den beiden Unternehmensstandorten in Illertissen und Györ (Ungarn) Kunstoffteile

 

 

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