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Ausgewählte Ausgabe: 10-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Roboter mit Feingefühl gestattet automatisierte Werkzeugbestückung

Ein Ziel in der Elektro-/Elektronikindustrie ist heute neben immer besserer „Performance“ eine Konstruktion mit möglichst geringen Dimensionen. Für die Fertigung ist die zunehmende Miniaturisierung von Komponenten allerdings problematisch, da ein Hantieren der Bauteile für die Mitarbeiter anstrengend ist – herkömmliche Robotersysteme jedoch nicht fein genug arbeiten, um diese Aufgaben zu übernehmen. Der Spritzguss- und Werkzeugbauexperte Reiter HG Geiger Kunststofftechnik hat daher zusammen mit einem Maschinenbauspezialisten eine automatisierte Anlage zur hochpräzisen Werkzeugbestückung entwickelt: Das System ist in der Lage, Kontaktstifte mit nur maximal 0,6 mm Durchmesser zuverlässig zu vereinzeln, zu greifen und mit einer Toleranz von wenigen mm zu platzieren.


Bild 1.  Zum Umspritzen müssen bei Reiter verschiedene Kontakte in einen Wechselschieber gesetzt werden, unter anderem Stifte mit einer Länge < 1 mm.

Bild 1.
 Zum Umspritzen müssen bei Reiter verschiedene Kontakte in einen Wechselschieber gesetzt werden, unter anderem Stifte mit einer Länge < 1 mm.

Im Bereich Medizintechnik produziert Reiter bereits seit Längerem ein diffiziles Teil aus Thermoplast mit umspritzten Kontakten, Bild 1. Wechselschieber mit zwei Spritznestern müssen dafür mit jeweils vier Metallkomponenten bestückt werden.
ZB 840 Bild 2 Reiter Anlage.jpg BU

Bild 2.
Der Spritzguss- und Werkzeugbauexperte entwickelte mit einem Spezialisten für Produktionsanlagen ein Robotersystem, das die Kontaktstifte trotz ihrer geringen Dimensionen erfassen und präzise einsetzen kann.

Die Dimensionen verlangten den Bedienpersonen jedoch höchste Konzentration ab: Die gedrehten und beschichteten Teile sind nur 1,65 mm lang und weisen einen Durchmesser von lediglich 0,4 mm, am Kopfstück 0,6 mm auf. Sie von Hand in die vorgesehenen Werkzeugaussparungen einzusetzen, die weit weniger als 0,01 mm Spielraum bieten, forderte viel Fingerspitzengefühl, um eine gleichbleibende Produktqualität zu erzielen. „Hinzu kommt, dass die Arbeit insgesamt eher monoton ist, was es schwer macht, konzentriert zu bleiben“, berichtet Hans Kolb, Prozessingenieur bei der Geiger-Gruppe, zu der auch Reiter gehört (siehe Infokasten). Ein weiterer Nachteil des manuellen Einlegeverfahrens ist, dass es immer wieder zu Abschabungen der Beschichtung kommt, was die Teile unbrauchbar macht.
Nachdem die benötigten Stückzahlen in diesem Bereich stetig stiegen, entschied sich das Spritzgussunternehmen, diesen Prozess teilweise zu automatisieren. Eine geeignete Lösung dafür zu finden, erwies sich allerdings – trotz des allgemeinen, branchenübergreifenden Automatisierungstrends – als schwierig, wie der Techniker feststellen musste: „Wir präsentierten verschiedenen Anbietern unsere Anforderungen, aber die meisten trauten ihrer Technik ein so feinmotorisch anspruchsvolles Handling nicht zu. Ein paar sahen sich zumindest die aktuellen Abläufe in der Fertigung an – und sagten dann ab.“
ZB 840 Bild 3 Reiter Vereinzelung.jpg BU

Bild 3.
Die Stifte werden aus einem Vibrationsfördertopf zugeführt. Die Schwingungen bewegen die winzigen, goldbeschichteten Kontakte in eine Laufrinne, die sie zur Aufreihung und Vereinzelung trägt.

Nach einem erfolgreichen Testlauf der grundlegenden Technologie mit dem einzig verbliebenen Maschinenbauunternehmen, das eine Lösungsmöglichkeit angeboten hatte – der laut Kolb „nötig war, weil wir selbst kaum noch glaubten, dass die Aufgabe überhaupt lösbar ist“ – begann die Konzeption der konkreten Anlage, Bild 2.

Vibration, Vakuum + individuelle Codierung = Stift sicher platziert

Erste „Hürde“ war die Vereinzelung der Kontaktstifte, um sie später gezielt greifen zu können. Hier kommt ein Vibrationsfördertopf mit einer umlaufenden Rinne zum Einsatz, Bild 3. Die Stifte werden durch die Schwingungen in die Rinne bewegt und wandern dann nach oben zur Aufreihung.

Seite des Artikels
Autoren

 Eva Söhnlein

Mitglied der Geschäftsleitung der Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH in Nürnberg.

Spritzguss- und ...

... Werkzeugbauexperte

Die  Reiter  HG  Geiger  Kunststofftechnik  in  Hilpoltstein  ist  eines  von  drei  Unternehmen  der  Geiger-Gruppe.  Die  beiden  anderen  –  Hans  Geiger  Formenbau  und Hans Geiger Spritzgießtechnik – haben ihren Hauptstandort in Nürnberg. Gegründet wurde das Unternehmen 1961 als Formenbau-Betrieb von Hans Geiger. 1968 kam der Bereich Spritzguss hinzu. Damals konzentrierte sich der Betrieb insbesondere auf die Sparten Spielzeug und Fotografie, bevor auf  Kundenwunsch auch die Kunststoffteile-Fertigung  hinzukam.  Heute  ist  das  Unternehmen  spezialisiert  auf  die Herstellung komplexer Bauteile unter wirtschaftlich rentablen Bedingungen und in hoher Qualität. Zu den Kunden zählen international bekannte Elektronik- und Automobilhersteller.
Reiter HG Geiger Kunststofftechnik GmbH, An der Autobahn L5, 91161 Hilpoltstein, Tel. 09174 / 97108-0, Fax 09174 / 3770,  
E-Mail: kontakt@reitergmbh-online.de, Internet: www.geiger-gruppe.de

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