In dieser Artikelserie werden die einzelnen Schritte im Formprozess erläutert, bei denen ein Pellet in ein Teil umgewandelt wird. Dieser Artikel konzentriert sich auf das Öffnen der Form, das Auswerfen des Teils und die damit verbundene Automatisierung, unabhängig davon, ob die Teile fallen gelassen, abgesaugt oder aus der Form entnommen werden. Die Roboterfähigkeiten des Spritzgießers wirken sich in Kombination mit dem End-of-Arm-Tooling (EOAT) direkt auf das Formdesign, die Zykluszeit und die Kosten aus. Hier betrachten wir die Verwendung eines Roboters zur Entnahme des Teils aus der Form.

Eines der Ziele jedes Projekts besteht darin, dass alle Beteiligten kommunizieren und zusammenarbeiten, um den besten Plan zu entwickeln. Neben den vielen weiteren Vorteilen stellt dies sicher, dass die richtige Automatisierungsausrüstung angeschafft wird. Es gibt viele Arten von Robotern. Zwei Industriestandards sindlinearUndartikuliert. Linearroboter sind in der Regel kostengünstiger, ermöglichen eine schnellere Teileentnahme aus der Form und sind einfacher zu programmieren. Allerdings bieten sie eine geringere Artikulation des Teils und sind für die Nachformung weniger nützlich. Da sich lineare Roboter linear bewegen, sind sie häufig auf eine X-, Y- oder Z-Ebene beschränkt und bieten keine Positionsfreiheit ähnlich einem menschlichen Arm. Linearroboter können auf der Bediener- oder Nichtbedienerseite der Presse oder am Ende der Presse (L-Montage) installiert werden.

Knickarmroboter sind multifunktional, eignen sich besser für die Nachbearbeitung und können aufgrund ihrer menschenarmähnlichen Flexibilität für enge Räume konfiguriert werden. Sie werden typischerweise auf dem Boden neben der Maschine oder auf der maschinenfesten Aufspannplatte montiert. Beispielsweise ermöglichen Knickarmroboter bei Post-Molding-Anwendungen wie Montage oder Verpackung eine Orbitalpositionierung, die an die Position angepasst ist, in der sich das Teil zur Ausführung des Vorgangs befinden muss. Allerdings benötigen diese Roboter mehr Platz und sind aufgrund dieser Orbitalpositionen oft schwieriger zu programmieren. Sie sind in der Regel auch teurer und ermöglichen eine langsamere Entnahme der Teile aus der Form.

EOATist ein weiterer wichtiger Faktor. Häufig wählen Spritzgießer die kostengünstigste EOAT-Konfiguration, was zu einer ungenauen Konstruktion führen kann, die nicht in der Lage ist, die für den Betrieb innerhalb der Prozesstoleranzen erforderlichen Toleranzen einzuhalten.

Handgelenkbewegungensind eine weitere Roboterüberlegung. Traditionell werden Linearroboter mit einer pneumatischen 90-Grad-Drehung von der Vertikalen in die Horizontale geliefert, was für die meisten Pick-and-Place-Anwendungen ausreichend ist. Häufiger sind jedoch zusätzliche Freiheitsgrade erforderlich, um Post-Molding-Anwendungen durchzuführen oder das Teil einfach aus der Form zu lösen. Bei vielen neueren Automatisierungsanwendungen werden Teile mit Details entworfen, die nicht in der Matrizenziehung enthalten sind, was erfordert, dass der Roboter das Teil aus der Form „wackelt“. Dafür ist ein Servo-Handgelenk erforderlich, das dem Ende des vertikalen Arms eines Linearroboters im Wesentlichen eine zweiachsige Gelenkbewegung hinzufügt.

Die Art des mit dem Roboter gekoppelten Handgelenks kann sich direkt auf das Formendesign auswirken. Dies wirkt sich beispielsweise auf das Tageslicht oder den Formöffnungsabstand aus. Dabei handelt es sich um den Betrag des linearen Schließhubs, der erforderlich ist, um die Form weit genug zu öffnen, damit ein Roboter Teile entnehmen kann. Durch die Konstruktion mit zwei gegenüberliegenden Handgelenken für das Einlegegießen kann die Tageslichtöffnung um 25 Prozent minimiert, die Programmierung vereinfacht und die Formöffnungszeit verkürzt werden, was alles zu einer Verbesserung der Zykluszeit führt.

Zu den Überlegungen für Handgelenkoptionen gehören Drehmomentanforderungen, Handgelenkgewicht, Gewicht der Nutzlast (Teile und Läufer) und das zusätzliche Tageslicht, das für Handgelenk, Nutzlast und Bewegung benötigt wird. Kurz gesagt, die Wahl des Handgelenks wird hauptsächlich von den Anwendungsanforderungen bestimmt, aber manchmal können übermäßige Drehmomente oder minimale Tageslichtanforderungen eine größere Rolle bei dieser Wahl spielen. Diese Tatsachen werden oft übersehen, was zu einem vorzeitigen Ausfall von Komponenten oder einer völligen Funktionsstörung der Automatisierung führt.

Toleranzenbeim Design von Automatisierungszellen sind ein weiterer Gesichtspunkt. Ein Roboter hat eine bestimmte betriebliche Positionierungstoleranz. Für die Positionsgenauigkeit in der Zelle kann man sich jedoch in der Regel nicht darauf verlassen, da die Toleranzen der gesamten Zelle häufig weit über den kontrollierten Toleranzen des endgültigen Teildrucks liegen. Bedenken Sie außerdem, dass der Roboter auf einer fahrenden Maschine sitzt. Für eine Automatisierungszelle mit engen Toleranzen ist es daher besser, den Roboter aus dem Toleranzstapel auszuschließen, indem man den Roboter lediglich als Träger des EOAT betrachtet, in dem der EOAT, die Form und die Automatisierungsvorrichtungen Betriebsteile eines isolierten Systems sind . Um engere Toleranzen zu gewährleisten, werden häufig Passstifte verwendet, um die richtige Bezugspunktposition zwischen den drei Teilen dieses dreiteiligen isolierten Systems sicherzustellen.

Vibrationist oft die größte Herausforderung für die Positionstoleranz. Bedenken Sie, dass sich unter einem auf einer Maschinenplatte montierten Roboter ein bewegliches Maschinenteil befindet. Daher ist es nicht verwunderlich, dass es schwierig ist, eine Positionstoleranz einzuhalten. Die Kräfte einer in Betrieb befindlichen Formmaschine verlaufen in einer Sinuskurve. Wenn diese Sinuskurve am EOAT endet, wird sie zu einer hochfrequenten Schwingung.

Grund: Die Sinuskurvenbewegung der Formmaschine wird durch Metallmassen übertragen, und mehr Masse ermöglicht niedrige Frequenzen, während weniger Masse hohe Frequenzen fördert. Während sich diese Sinuskurve der Vibration von der festen Aufspannplatte über den Roboter-Riser, den Querbalken, den Kickhub, den vertikalen Arm und dann zum EOAT bewegt, wird die Masse exponentiell reduziert, was die Vibration übermäßig erhöht. Die Lösung besteht darin, die Schwingungen zu erden, indem ein Stützbein mit ausreichender Masse im Verhältnis zum Roboter hinzugefügt wird. Dies bietet einen Weg zur Übertragung dieser Kräfte auf ein Vibrationsisolationspolster auf dem Boden. Je größer das Bein, desto größer die Masse, desto leichter bewegt es sich und desto weniger Vibrationen.

Diese grundlegenden Roboterüberlegungen helfen dem Formteam, einen vollständigen und konsistenten Formprozess sicherzustellen.