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Was wird benötigt, um die horizontale Spritzeinheit für das Handling von winzigen Einlegeteilen und Formteilen zu automatisieren?

Das Umspritzen von Einsätzen ist eine strenge Technologie beim Spritzgießen, wird jedoch in der Anfangsphase nicht oft von Robotern gehandhabt. Dies erfordert in der Regel manuelle Unterstützung, insbesondere bei Einsätzen mit schwierigen geometrischen Formen. Die damalige Robotik und proprietäre Technologie konnte mit der Klinge nicht gut umgehen. Das Laden der Klinge in das Werkzeug wird manuell (und manchmal noch) durch den Bediener der Arbeitszelle durchgeführt, insbesondere bei Klingen, die hinsichtlich Größe, Form oder präzisen Positions- und Ausrichtungsanforderungen eine Herausforderung darstellen.

Viele Jahre lang warten horizontale Maschinenbediener darauf, dass das Werkzeug vollständig geöffnet ist, lassen das Teil fallen, schieben die Schutztür auf, positionieren und laden den Einsatz vorsichtig in das Werkzeug, schließen den Anguss und fahren mit dem Umspritzen fort. Dies ist eine ineffiziente und arbeitsintensive Methode. Das Öffnen und Schließen des Tors verlängert die Zykluszeit; und es ist normalerweise anfällig für eine falsche Einschubrichtung. Vertikale Formmaschinen stehen vor ähnlichen Herausforderungen, aber in diesem Artikel konzentriert sich der Redakteur von Xianji.com auf horizontal schließende Formmaschinen, die in Formwerkstätten häufiger vorkommen und für Einsätze mit höherem Volumen geeignet sind. Stücke gebildet. Da das Design von Top-Robotern darüber hinaus horizontale Maschinen bevorzugt, haben vertikale Pressen die Vorteile solcher Fortschritte in der Automatisierungstechnologie nicht erfahren.

Die Zeit ist ein Freund der Technik, und die Robotertechnik hat große Fortschritte gemacht, insbesondere bei horizontalen Spritzguss- und Top-Entry-Linearrobotern. Heutzutage verwenden die meisten Großserien-Formenbauer für Spritzguss-Einsatzteile zur Automatisierung des Prozesses Top-Entry-Linearroboter, was den Prozess vereinfacht, direkte Arbeitskosten spart und die Qualitätskontrolle verbessert.

Jedoch für gängige Umspritzanwendungen, die Einsätze und Teile in „Standard“-Größe verwenden, und für Miniatureinsätze und -teile, die im Zeitalter der Miniaturisierung von Elektronik, medizinischen Geräten und mikromechanischen Systemen immer häufiger vorkommen, und nicht unbedingt genug. Viele dieser Einsätze kosten möglicherweise nur einen Cent. Diese Größenordnung stellt sowohl Spritzgießer als auch Roboterlieferanten vor größere Herausforderungen.

Wittmann W822 Roboter mit Miniatur-Plug-in EOAT. Die meisten Umspritzmaschinen mit hohem Durchsatz verwenden horizontale Spritzgießmaschinen mit Top-Entry-Robotern.

Miniaturgröße, große Herausforderung

Im mikroskopischen Maßstab (z. B. unter 3 mm) ist es aufgrund der Herausforderungen der automatischen Handhabung solch kleiner Einlegeteile immer noch oft notwendig, manuell (oder gar nicht) von Hand umzuspritzen. Dies bedeutet, dass bei der Teilekonstruktion normalerweise eine zweiteilige Baugruppe anstelle einer integrierten einteiligen Umspritzung verwendet wird. Wieso den? Denn Spritzgießer und Teilekonstrukteure kennen weder die Fähigkeiten der neuesten Generation von Spritzgießrobotern noch die Fähigkeit des kundenspezifischen Automatisierungstechnik-Teams des Lieferanten, solche Arbeitszellen zu verwalten und erfolgreich zu implementieren.

Mikroanwendungen sind möglicherweise nicht für bestehende Roboter der älteren Generation geeignet, die noch „Aktionen erfahren“. Die fortschrittlichsten Linearroboter von heute verfügen jedoch über fortschrittliche Technologien, wie beispielsweise Übertragungssysteme mit höherer Präzision (<1 mm), mehrachsige Präzisionsservomotoren und Softwaresteuerung. Aus der Ferne betrachtet scheinen sich die heutigen Hightech-Linearroboter der Top-Einstiegsklasse kaum von früheren Modellen vor 20 Jahren zu unterscheiden. Tatsächlich sind sie jedoch genauer, programmierbarer, leistungsfähiger und lassen sich einfach in benutzerdefinierte Automatisierung integrieren. Ebenso wichtig ist, dass die kundenspezifischen Automatisierungs-Engineering-Fähigkeiten einiger Roboterhersteller so entwickelt wurden, dass sie den fortschrittlicheren Robotern entsprechen, die sie anbieten.

Darüber hinaus wurden auch „Werkstatt“-Ausstattung, Sensorik und Qualitätskontrolltechnik verbessert und können für präzise Klingenanwendungen verwendet werden. Ein Beispiel ist der Einsatz fortschrittlicher, aber kostengünstiger moderner Vision-Sensoren, Näherungssensoren und anderer Technologien, um sicherzustellen, dass die Einlage mit hoher Genauigkeit in der richtigen Position und Ausrichtung erscheint. In Kombination mit fortschrittlicher Technologie mit Wendeschneidplattenzuführung, Hemmung, End-of-Arm-Tool (EOAT)-Technologie ist die Arbeitszelle sehr effizient und kostengünstig geworden, selbst für die anspruchsvollsten Miniatur-Wendeschneidplatten. Sie kann auch umspritzt werden.

Es ist wichtig, dass der Spritzgießer im Hinblick auf das Projektmanagement darauf vertrauen kann, dass der qualifizierte Roboterhauptlieferant für die gesamte Roboter- und Automatisierungsarbeitszelle verantwortlich ist, damit der Spritzgießer nicht zu einem separaten externen Integrator gehen muss spezielle Einfügung. Bewerbungen formen. Ein Projekt mit einem Lieferanten zu managen muss besser sein als zwei Manager, oder?

Was wird benötigt, um die horizontale Spritzeinheit für das Handling von winzigen Einlegeteilen und Formteilen zu automatisieren?

Praxisbeispiele

Auf Präzisions-Horizontal-Spritzgießmaschinen von 15 Tonnen bis 165 Tonnen wird heute hochpräzises Mikro-Insert-Molding erfolgreich realisiert. Die Form hat ein „intelligentes“ Design, das darauf abzielt, diese Art von Werkzeug zu fördern, bevor der Formstahl von Anfang an geschnitten wird. Anwendungsautomatisierung. Hier sind zwei anschauliche Beispiele für Mikro-Insertions-Anwendungen und die damit verbundenen Herausforderungen:

Beispielprojekt A ist ein elektrisches Bauteil aus Polyetherimid (Ultem) mit einer Länge von weniger als 1 Zoll und einem zylindrischen Keramik-Polymer-Einsatz mit einem Durchmesser von 1.25 mm (0.0492 Zoll). Das Werkzeug hat acht Kavitäten und die Positionstoleranz des Einsatzes in jeder Kavität beträgt 0.01 mm (0.0005 Zoll). Die Einsätze müssen von vorne nach hinten ausgerichtet sein.

Die Einheit umfasst eine 110-Tonnen-Presse, einen Top-Entry-Linearroboter und eine visuelle Inspektion, um das Vorhandensein des Einsatzes und die Ausrichtung des Substrats im umspritzten Teil zu bestätigen. Der Roboter legt die Teile auf das Ausgangsförderband und das Ausgangsförderband führt schrittweise die Indexierung durch.

Zu den Herausforderungen des Projekts gehören:

•Stellen Sie die Qualität des Einsatzes sicher, dh dass der Einsatz immer innerhalb der Toleranzen liegt und völlig frei von Staub, Schmutz, Spezifikationen, statischer Elektrizität oder Feuchtigkeit ist.

• Stellen Sie sicher, dass der Einsatz vor dem Umspritzen und vor dem Einlegen des Werkzeugs aus der automatischen Chargenzuführung entnommen und korrekt in der Kavität platziert wird, bevor Sie das Werkzeug schließen. Die integrierte Kamera und der Vision-Sensor des Roboters erfüllen diese Anforderung.

• Berechnen Sie sorgfältig die Wärmeausdehnung des Formstahls, die die Toleranzen der Kavität und der Mikroeinsätze beeinflussen kann, wodurch die Qualität des umspritzten Teils beeinträchtigt wird. Dies ist besonders wichtig bei der Verarbeitung in einem so kleinen Maßstab und mit hohen Toleranzen.

• Häufige Anwendungsprobleme bei Einsätzen, wie zB die Formposition auf der Platte muss vollständig horizontal, rechtwinklig und vertikal sein. Auch wenn der Begleitroboter EOAT über einen Ausrichtungsstift für den Matrizeneingriff verfügt, ist dies erforderlich.

• Verwenden Sie hochwertigen Edelstahl (anstelle von Standardacetal, Baustahl oder Gummi), um EOAT mit sehr hohen Toleranzen (±0.0005 Zoll) zu bearbeiten, damit „Finger“ das umspritzte Teil greifen können. Es ist auch notwendig, eine Präzisionsvakuumkammer im EOAT zu verwenden, um die Klinge zu halten. Der EOAT und andere Teile des Zuführtisches sind spezielle eloxierte oder gehärtete Materialien für Verschleißflächen.

Beispielprojekt: 

B ist ein weiteres elektrisches Bauteil, das PBT hat einen zylindrischen Metalleinsatz. Die Größe des Einsatzes beträgt weniger als 2 mm und muss in Vorder- und Rückseite eingesetzt werden und die Positionstoleranz beträgt 0.03 mm (0.0012 Zoll) in 4 Kavitäten. Der Vision-Sensor überprüft die Ausrichtung des Einsatzes und seine Anwesenheit im Werkzeug. Bei einer 110-Tonnen-Presse beträgt die Zykluszeit 15 Sekunden.

Die Herausforderungen, denen sich dieses Projekt zum Umspritzen von Metall-Mikroeinsätzen gegenübersieht, sind denen von Projekt A sehr ähnlich. Ein Unterschied besteht darin, dass Metall- und nicht Keramikeinsätze frei von Oxidation und Beschichtung sein müssen, um das Eindringen von Verunreinigungen zu vermeiden. Andererseits können Keramikeinsätze abrasiver sein, daher ist bei der Verwendung von gehärteten Kontaktflächen besondere Vorsicht geboten. In ähnlicher Weise sind Metalleinsätze weniger zerbrechlich und schwerer als Keramikeinsätze, so dass es leichter sein kann, Metalleinsätze zu greifen und zu handhaben, obwohl es nicht einfach ist, reisgroße Gegenstände zu handhaben.

Viele Faktoren zu kontrollieren

Andere häufige technische Überlegungen für die automatische Handhabung von Mikroklingen und Teilen sind:

Statische Aufladung:

 Selbst kleinste statische Aufladungen können das Plug-In und die Teile beeinflussen, daher muss geprüft werden, ob die Teile oder Plug-Ins entstatisch oder in saubere entionisierte Luft eingetaucht werden müssen.

Umweltkontrolle:

 Wenn Sie in einer Umgebung arbeiten, in der Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftstrom kontrolliert werden, können Sie mit solchen kleinen Teilen und Plug-Ins konsistenter umgehen. Änderungen der Umgebungstemperatur können die Größe der Klinge verändern, was für genaue Toleranzen unerlässlich ist. Feuchtigkeit kann sich auf jedes hygroskopische Polymer negativ auswirken; Luftstrom (z. B. von einer nahegelegenen Lüftungsöffnung oder Türöffnung) kann kleine Einsätze oder Komponenten in Position drücken. Um diese Risiken zu mindern und die Partikelkontamination zu kontrollieren, werden oft gut konstruierte Gehäuse und HEPA-Filter verwendet.

Konsistenz und Qualitätskontrolle von Mikroeinsätzen: Die Einsätze müssen sehr konstant sein, und der Lieferant hat ein hohes Maß an Qualitätskontrolle in Bezug auf Größe, Grate, Späne und andere Spezifikationen, um die Konsistenz des Einfügens und der Verarbeitung sicherzustellen.

Mikroteilprüfung: 

Durch Tests können die Anforderungen an Vision-Kameras und einfache Vision-Sensoren für die Arbeitseinheit ermittelt werden. Es ist wahrscheinlich, dass fortschrittlichere Bildverarbeitungstechnologien erforderlich sind, um Aufgaben wie Positionierung, Inspektion, Formbasisbestätigung und Qualitätskontrolle nach dem Formen auszuführen. Das bloße Auge ist für solche kleinen Inspektionen meist nicht geeignet.

Mikro-EOAT-Greifergenauigkeit: Roboter- und automatisierte Greifer und Finger haben sehr hohe Bearbeitungstoleranzen und werden in der Regel je nach Anwendungsanforderung aus speziellen Materialien hergestellt.

Steckzuführung: 

Dies wird nicht Ihr gewöhnliches Kraut sein, verschiedene Gartenfutterspender; das Design und die Konstruktionsmaterialien des Feeders, strenge Toleranzen und das kreative Management mit präzisen Sensoren werden sorgfältig geprüft, um jeden Schritt des Prozesses zu bestätigen.

Formbefestigung und Verbindung:

 Um die Ersteinrichtung zu vereinfachen, verfügt der Roboter EOAT in der Regel über eine Andockfunktion, um beim Positionieren des Mikro-Plug-Ins an das Werkzeug anzudocken. Dies gewährleistet auch ein gleichmäßiges Einführen und Auswerfen. EOAT enthält möglicherweise keine gewöhnlichen mechanischen Greifer, da die Klinge klein ist. Stattdessen kann ein pneumatischer Schlauch am EOAT verwendet werden, um den Mikroeinsatz in der Kavität zu platzieren.

Während der Spezifikations- und Design-Review-Phase des Projekts werden erfahrene Roboterlieferanten mit einer Vielzahl weiterer Details vertraut, um das Einlegen, Entformen und Handling von Mikroeinsätzen und Mikroteilen zu optimieren.

Automatisierungslieferant

Jetzt bieten neue Robotik- und Automatisierungstechnologien für das Mikro-Insert-Spritzgießen die Möglichkeit des Kunststoffproduktdesigns. Dieses Design war vor ein paar Jahren unbekannt, und selbst die beste Sicht von 20-20 ist seine Größe schwer zu erreichen. Durch Umspritzen/Umspritzen kann die Montage kleinster Teile nun robuster und langlebiger werden, wodurch der Montageaufwand nach dem Spritzgießen und die Gesamtzahl der Teile im Endprodukt reduziert werden.

Ermutigen Sie daher Gießer, Ihren Roboterlieferanten zu kontaktieren, Interviews zu führen und nach Möglichkeiten zu fragen. Wenn möglich, lassen Sie bitte den Produktdesign-/Entwicklungsexperten des Kunden im selben Raum mit dem qualifizierten Roboterlieferanten und dem Werkzeugdesign-Manager sitzen; dann die machbaren und nicht machbaren Methoden in der Spritzgießmaschine diskutieren, wirtschaftliche mathematische Berechnungen durchführen und vorankommen. Dies ist wahrscheinlich Ihr Wettbewerbsvorteil im Marktsegment.

Wie wählen Sie einen so fortschrittlichen Roboterlieferanten für hochpräzises Klein- oder Mikrospritzgießen aus? Berücksichtigen Sie die folgenden Faktoren:

Passen Sie Größe und Know-how des Automatisierungstechnik-Teams individuell an: Vermeiden Sie am besten den Einsatz von Ressourcen im Ausland, da Sie zu Hause mit komplexen Projekten arbeiten möchten. Besuchen Sie die Einrichtung des Roboterlieferanten, um deren Fähigkeiten, Größe, Umfang und Umfang unter Beweis zu stellen.

Standort und Erfahrung mit Vor-Ort-Service-Support: Wie die Vorteile von kundenspezifischen Automatisierungsprojekten im Inland ist der Erhalt lokaler/regionaler „direkter“ technischer Service-Unterstützung vor Ort gleichermaßen wichtig für eine kostengünstige Inbetriebnahme, die Inbetriebnahme der Arbeitseinheit und eine schnelle Reaktion auf Zukunftstechnologien. Supportanforderungen sind Teil der „Uptime“-Garantie.

Erfolgreiche Umsetzung des amerikanischen und lokalen Projektmanagements: Die dritte Ebene eines erfolgreichen Hightech-Automatisierungsprojekts ist ein entscheidender Projektmanagementfaktor. Tatsächlich sollten alle wichtigen Projektelemente im Inland und in der Region durchgeführt werden, wobei die Zeitverzögerung solch komplexer, hochkommunikativer Projekte, Kommunikationsprobleme und Zeitzonenherausforderungen von Auslandskontakten vermieden werden.

Programmierbarkeit, Funktionalität und Schaltungsbeschränkungen durch Roboteranwender: Diese Mikroanwendungen umfassen mehr als einfaches Pick-and-Place oder vorgefertigte Automatisierung. Daher müssen Linearroboter der Einstiegsklasse über die neuesten Technologien verfügen, um sich einfach in die hochpräzise kundenspezifische Automatisierung integrieren zu lassen. Der Roboter sollte vom Endbenutzer vollständig programmierbar sein und eine Positionsgenauigkeit von 0.1 mm oder höher erreichen können. Es sollte nicht erfordern, dass Spritzgießer benutzerdefinierte Programme kaufen, noch sollte es auf begrenzte voreingestellte Unterprogramme, Schaltkreise und E/A-Optionen beschränkt sein. Roboter mit modularem mechanischem Aufbau bieten die erforderliche Flexibilität für spezielle kundenspezifische Anwendungen.

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