Fanuc Robomachine: Fokus auf Energieeinsparung und stabile Spritzgießqualität

Robotec Fertigungszelle (Bild: Fanuc, Robotec u. Thomas Behne)

Die Fanuc Robomachine Europe GmbH präsentiert auf der Fakuma 2011 drei ihrer elektrischen Roboshot Spritzgießmaschinen, Baureihe S-2000i.

Eine in eine vollautomatische Fertigungszelle integrierte 30-Tonnen Roboshot wird im Mikrospritzgießverfahren hoch präzise Miniaturteile (Zahnrädchen für Uhrwerke) herstellen. Ferner können sich die Besucher an einer 150-Tonnen Version über die wirtschaftliche Produktion von Zweikomponenten-Formteilen (Poker Chips) in einem Achtfach-Heißkanalwerkzeug informieren. Ein E-Multi Spritzaggregat von Mold-Masters ist Bestandteil des Werkzeuges und für die zweite Komponente zuständig. Dem Werkzeugschutz widmet der Anbieter eine eigene Live-Vorführung: ein Fanuc LR Mate 200iC Roboter fährt einen Papier-Trinkbecher in das sich schließende Werkzeug einer 50 Tonnen-SGM ein und erreicht – im entscheidenden Moment – den Maschinen-Stopp, bevor das Werkzeug bzw. der Becher beschädigt werden.

Fertigungszelle für Mikrospritzgieß-Anwendungen

Miniaturteile – Zahnrädchen für Uhrwerke (Bild: Fanuc, Robotec u. Thomas Behne)

Mit einer Fanuc Roboshot S-2000i-30B sollen Mikroteile – Zahnrädchen für Uhrwerke – hergestellt werden. Eine Roboterautomation mit einem Fanuc LR Mate 200iC ist in einer Zelle seitlich an der Spritzgießmaschine angebaut. Der 6-Achsen-Industrieroboter soll das Werkzeug mit Einlegeteilen – optisch kontrolliert – beschicken. Diese werden per Wendelförderer mit Vereinzelungseinrichtung zugeführt. Am Zyklusende soll der Roboter die Fertigteile entnehmen und in kleine Boxen ablegen. Eine optische Qualitätsprüfung ist durch das Bildverarbeitungssystem Cognex Insight vorgesehen. Als Ergebnis wird angekündigt: konstantes Teilegewicht 0,004 Gramm, präzises Produkt (Außen-Durchmesser = 3,2 mm, Wellen-Durchmesser = 0,3 mm), Maße und Gewicht im Toleranzbereich +/- 0,2 Prozent. Die Zykluszeit liegt unter acht Sekunden, Ausschussquote gegen Null. Fanuc arbeitet hier bei der Umsetzung von kundenspezifischen Automationslösungen mit der Robotec Solutions AG zusammen.

Energieeinsparung und Energierückgewinnung
Die Roboshot Spritzgießmaschinen arbeiten nach Anbieterangaben mit extrem niedrigem Energieverbrauch. Auf dem Bildschirm werden – in graphischer und numerischer Form – der tatsächliche Verbrauch und die wiedergewonnene Energie dargestellt. Hinzu kommt die Erfassung der akkumulierten Energie über einen bestimmten Zeitraum und Trend des E-Verbrauchs. Die Energieeinsparung wird den weiteren Angaben zufolge durch folgende Features erreicht: eine fortschrittliche Regelung aller Bewegungen, Strom-Wiedergewinnung und isolierte Abdeckungen der Heizzonen.

Das Charakteristikum Energierückgewinnung spielt eine wichtige Rolle beim Thema Energieeinsparung. Hierbei erzeugen die Servoantriebe der Roboshot-Maschinen bei der negativen Beschleunigung elektrische Energie. Die elektrische Energie wird während des Abbremsvorgangs beim Schließen des Werkzeuges und auch beim Öffnen nach der Zuhaltung generiert: „Wir nehmen Kinematik und verwandeln sie in regenerierte Elektrizität, anstatt sie als Wärmeenergie einfach zu verschwenden“, unterstreicht Wolfgang Haak, Application Engineer, bei Fanuc. Laut Haaks Angaben: „ … hängt die Höhe der auf diese Weise erzeugten Energie von der jeweiligen Maschine ab, liegt aber durchschnittlich bei etwa 10% der eingesparten Energie, zusammen mit der mindestens 40 bis 60-prozentigen Energieeinsparung beim Einsatz von elektrischen Spritzgießmaschinen gegenüber hydraulischen Maschinen. Heutzutage dürfen wir aber auch nicht das Thema CO2-Emission übersehen, da die Höhe der Emission auf der Höhe des Energieverbrauchs eines Betriebes beruht. Bei unseren Roboshot-Maschinen ist weniger Energie aus dem öffentlichen Stromnetz notwendig, und das bedeutet geringere Emission zum Schutz unserer Umwelt.“

Im Hinblick auf das bei der Roboshot angewandte Steuerungs- und Regelungssystem deutet Wolfgang Haak auf den tatsächlichen Energieverbrauch hin, der auf dem maschinenseitigen Bildschirm in KWh angezeigt wird und fügt hinzu: „Der Kunde muss keine spezielle Eingabe vornehmen, um den Energieverbrauch der Maschine zu messen. Das hier angewandte System gibt dem Kunden die notwendige Transparenz bezüglich seines Energiehaushalts.“

Stabiles Spritzgießen durch Materialrückfluss-Monitor und PMC2&3
Das Verhalten der Schmelze im Zylinder wird den weiteren Angaben zufolge – nur bei Roboshot – erfasst und auf dem Bildschirm dargestellt. Mehrere Alleinstellungsmerkmale werden hervorgehoben, die den Spritzprozess nun stabilisieren sollen. So sollen Unter- sowie Überspritzen und Gewichtsabweichungen vermeiden werden. Das erste Alleinstellungs-Feature sei der Materialrückfluss-Monitor, der den Rückfluss des Materials während des Einspritzvorgangs bildschirmseitig darstelle. Die Stabilität des Spritzzyklus, die Schließ-Charakteristik der Rückstromsperre sowie deren Status würden nun ebenfalls angegeben. Das zweite Feature sei die präzise Dosierregelung (PMC2&3). Sie soll die Konsistenz der Dosierung verbessern und Gewichtsabweichungen der zu spritzenden Teile minimieren. PMC2&3 soll den Druck im vorderen und hinteren Bereich der Rückstromsperre automatisch ausgleichen. Zudem sei es sehr effektiv bei der Vermeidung von Fadenbildungen und Silberschlieren.

Werkzeugschutz als Standard-Funktion
Dem Werkzeugschutz – Standard-Funktion bei Roboshot Maschinen – widmet Fanuc eine eigene Live-Vorführung: ein Fanuc LR Mate 200iC Roboter fährt einen Papier-Trinkbecher in das sich schließende Werkzeug einer 50 Tonnen-SGM ein und erreicht – im entscheidenden Moment – den Maschinen-Stopp, bevor das Werkzeug bzw. der Becher beschädigt werden.

Der AI (Artificial Intelligence = künstliche Intelligenz) Werkzeugschutz- und die AI Auswerfer-Funktionen der Roboshot Maschinen werden als sehr praktisch und wirkungsvoll beschrieben, da sie die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern helfen sollen. Die AI WZ-Sicherungsfunktion stoppe die Schließplattenbewegung unverzüglich, sobald sie Fremdteile/Hindernisse im Werkzeug entdecke, die zu Schäden führen könnten. Gleichermaßen verhindere sie – beim Formöffnen – Schäden am Schieber, beim Einsatz von Werkzeugen dieser Art. Zudem sei die AI Auswerferfunktion ein sehr wirkungsvoller Schutz des Auswerfers bei dessen Vor- und Rückwärtsbewegungen, heißt es abschließend.

Weitere Informationen: www.fanucrobomachine.eu

Fakuma 2011, Friedrichshafen, 18.-22.10.2011, Halle B3, St. 3211

Fanuc Robomachine Europe GmbH , Neuhausen

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