Spritzgussmaschinen - Spritzgießmaschinen (SGM)

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Autoren
Heiko Röhrig
EGS Automatisierungstechnik GmbH
aktualisiert am 25.11.2019 - 15:00:49
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Spritzgießmaschinen

Spritzgießmaschinen dienen der Herstellung von Kunststoffteilen in Form von Granulat oder Schnüren. Für das Spritzgießen werden verschiedene Verfahren angewandt. (P)

Frage / Defintion: Was sind Spritzgießmaschinen?
Auch oft gesucht: Spritzgussmaschinen, Kunststoffspritzgießmaschine, Spritzguss, Spritzgießen



Aufbau von Spritzgussmaschinen

Bestandteile von Spritzgussmaschinen sind

  1. die Spritzeinheit bzw. Plastifiziereinheit: Aufbereitung des Rohmaterials & Einspritzung unter Druck (Plastifizierung, Aufbereitung, Dosierung)
  2. die Schließeinheit: Aufnahme des Werkzeugs & Öffnen/Schließen -> bestehend aus waagerechtem Plastifizierzylinder, Schnecke, Einfülltrichter zum Beschicken, Düse für den Übergang zur Schließeinheit

Die Schließeinheit besteht aus dem Formwerkzeug. In zwei Hälften unterteilt wird es auf zwei Aufspannplatten monitert.
Abhängig von Werkstoff, Bauteile und Prozess müssen die Spritz- und Schließeinheit temperiert werden.

Automatisierung von Spritzgießmaschinen

Bei der Spritzgießmaschinenautomatisierung geht es darum eine Spritzgießmaschine oder vollständig Kunststoffspritzgießmaschine (kurz SGM genannt) automatisch zu bedienen. Der Hauptprozess dabei ist der Werkstückfluss, das Entnehmen von Fertigteilen, sehr oft auch das vorherige Einlegen von sogenannten Einlegeteilen in das Spritzgießwerkzeug, die dann mit Kunststoff umspritzt werden zu sogenannten Hybridteilen. Im Rahmen der Implementierung von Automatisierungstechnik werden dabei sehr oft auch noch weitere zusätzliche Prozesse in die Automatisierung mit einbezogen. Immer häufiger kommen in diesem Bereich Industrieroboter als zentrales Handhabungs- und Bearbeitungssystem zum Einsatz.

Bei der wirtschaftlichen Herstellung und Bearbeitung von anspruchsvollen Kunststoffteilen kommt der zuverlässigen und effizienten Automation eine immer größere Bedeutung zu. Standortbedingt nimmt die Zahl der anspruchsvollen Herstellungs- und Bearbeitungsprozesse gegenüber den vergleichsweise einfacheren Teilen immer mehr zu. Dabei spielt einerseits die Beherrschung immer weiterer und komplexerer Prozesse eine wesentliche Rolle. Andererseits wird es immer anspruchsvoller die gleichzeitig steigenden Qualitätsanforderungen zu erreichen und prozessstabil zu gewährleisten.

Prozesskette

Prozesskette Kunststoffindustrie
Prozesskette in der Kunststoffindustrie

Die Prozesskette in der Herstellung von anspruchsvollen Kunststoffteilen beinhaltet unterschiedliche Teilprozesse. Je nach Qualitätsanforderungen, Kundenanforderungen, Investitionsvolumen und gewünschtem Automatisierungsgrad kann der gesamte Prozess oder Teilbereiche automatisiert werden: Einlegeteile zuführen - Einlegeteile vereinzeln - Einlegeteile positionieren - Einlegeteile kontrollieren - Einlegeteile temperieren - Fertigteil(e) entnehmen - Einlegeteil(e) einlegen - Fertigteil(e) temperieren - Montageaufgaben : Fügen, Verbinden, Bearbeiten - Prüfaufgaben: taktiel, elektrisch, optisch - Kennzeichnen - Palettieren - Verpacken - Etikettieren

Anforderungen

Die Anforderungen sind dabei sehr vielschichtig:
Bei der Greifwerkzeugauslegung muss die Anzahl der Kavitäten beachtet werden. Um entsprechende Genauigkeiten zu erreichen, kann durch spezielle Vorrichtungen der Greifer am Werkzeug angedockt werden.
Beim Entformen der Teile folgt der Roboter durch entsprechende Parametrierung den Auswerfern. Anguss-Entfernung und Entsorgung vor dem Ablegen gehört ebenfalls dazu.
Bei den Schnittstellen wird mit der Maschine herstellerunabhängig über den EUROMAP-Standard kommuniziert. Produktionsdaten werden übergeordneten ERP- bzw. BDE-Systemen übermittelt, Qualitätsdaten zur Rückverfolgbarkeit gespeichert. Zum Schutz der teuren und komplizierten Werkzeuge werden entsprechende Bereichsabfragen am Roboter realisiert bzw. Räume sicher überwacht.

Je nach Reinheitsanforderungen an das Produkt wird der relevante Teil der Automation in einer Laminarflow-Box und entsprechender Clean-Umgebung untergebracht. Entsprechend komfortable Bedienungs- und Überwachungseinheiten bilden die komplexe Technologie der Automation für das Bedienpersonal möglichst einfach und übersichtlich ab.

Vorteile

Vorteile von Industrierobotern in der Spritzgießmaschinenautomation:

  1. Industrieroboter sind ausgereifte, langlebige und wartungsarme Komponenten, die bei professioneller Auslegung und Integration zuverlässige Fertigungsprozesse gewährleisten.
  2. Im Vergleich zu Linearportalen haben sie eine deutlich längere Lebensdauer bei gleichzeitig signifikant niedrigeren Wartungskosten.
  3. Die größere Flexibilität eines Knickarmroboters gegenüber einem Linearhandling erlaubt die Integration von zusätzlichen Prozessen bzw. bietet auch die Möglichkeit über die Anlagenlebensdauer weitere Aufgaben in die Automation zu integrieren.
  4. Neben dem Hauptroboter, der üblicherweise die Hauptaufgabe(n) übernimmt, kommen in komplexeren Anlagen kleine, kostengünstige und zuverlässige Hilfs-Scara-Roboter ein, die unterstützende Tätigkeiten der Prozesskette übernehmen.
  5. Jeder Roboter ist dabei für sich im Rahmen seiner Freiheitsgrade mit eigener Steuerung frei programmierbar und arbeitet seine Aufgaben autark ab. Die Koordination der einzelnen Teilprozesse zum Gesamtprozess übernimmt die Steuerungszentrale der Anlage mit der alle Einzelkomponenten verbunden sind.

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