Präzision und Qualität stehen in der Firmenphilosophie der Schuster Kunststofftechnik ganz weit oben: Das Unternehmen in Waltershausen/Thüringen, ein Mitglied der Schuster-Group, liefert unter anderem anspruchsvolle, dekorative Komponenten und Baugruppen aus Kunststoff für den Fahrzeuginnenraum. Dazu gehören unterschiedliche Bedienarmaturen und Blenden, einschließlich der Bedienelemente. Besonderer Wert wird dabei auf eine optimale Oberflächengestaltung der Kunststoffteile gelegt – mit moderner Fertigungstechnik im IML-Verfahren (In- Mould-Labelling). Bei dreidimensionalen Geometrien der Kunststoff-Oberflächen ist ein Vorformen der Folien möglich. Bei dem Automobilzulieferer wird diese eigens entwickelte Folientechnik seit Jahren in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt; damit gehört das Unternehmen zu den Pionieren dieser Technik und hat damit auch sehr viel Erfahrung.

Im Jahr 2008 entschied sich die Geschäftsleitung von Schuster für eine weitere Automatisierung des Produktionsprozesses. „Unser Ziel war es, vier unterschiedliche Radio-, Heizungs-, Klima- und Navigationsblenden verschiedener Fahrzeuge eines Automobilherstellers mit einer Spritzgießmaschine zu fertigen“, erklärt Roland Beil, Geschäftsführer des Automobilzulieferers. „Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen wollten wir eine maßgeschneiderte, auf unsere ganz spezifischen Anforderungen ausgerichtete Automatisierungslösung. Und so haben wir uns für die Zusammenarbeit mit der Preccon Robotics entschieden.“
Vor der Umsetzung vor Ort, wurde der gesamte Prozess in einer Video-Simulation den Verantwortlichen des Automobilzulieferers vorgestellt. Die Video-Simulation ermöglicht es, wirklichkeitsnahe Konzepte bis ins kleinste Detail auszuarbeiten und gemeinsam mit dem Anwender die Prozesse kontinuierlich zu optimieren. Ein besonderer Vorteil des Konzepts ist die Fernwartung: Dadurch sind ein rascher, zeitunabhängiger Support sowie Strategien zur schnellen Problemlösung im Fehlerfall möglich. DerKunststoffverarbeiter wird von den Wartungs- und Instandhaltungskosten entlastet.

Vier verschiedene Folien staubfrei und präzise in ein Werkzeug einlegen

Die Herausforderung bestand darin, vier unterschiedliche Folien staubfrei und absolut präzise in das Werkzeug der 2K-Spritzgießmaschine einzulegen. Um diese und die weiteren Aufgaben zu erfüllen entschied sich Preccon Robotics für den Einsatz eines Sechs-Achs-Roboters. Die sensiblen Arbeitsschritte finden in einer „Laminar-Flow-Box“ unter partikelfreien Bedingungen statt. Der Bediener bringt die verschiedenen Folien mittels eines Drehtisches in den Arbeitsbereich des Roboters. Um die geforderte Staubfreiheit zu garantieren ist der Roboter so programmiert, dass er die Folie auf beiden Seiten mit einer Spezialbürste vor dem Einlegen reinigt. Das Reinigungssystem “micro-cleaning“ basiert auf einem patentierten Feuchtwischverfahren. Das Umsetzen der Folien erfolgt zwischen den beiden Spritzprozessen durch eine Dreheinheit im Werkzeug. Die fertigen Bauteile werden durch den Roboter aus dem Werkzeug entnommen und anschließend an die automatische Prüfstation übergegeben. Wichtig ist dabei, dass eine 100-prozentige Qualitätskontrolle auf so genannte „Durchblitzer“ bei den Fertigteilen erfolgt, das heißt, dass die Hinterleuchtung der gelieferten Blenden immer und ausschließlich an den vorgesehenen Symbolen sichtbar ist.

„Die besondere Herausforderung bestand im zuverlässigen und schnellen Wechseln der vier Folientypen“, erklärt Preccon-Geschäftsführer Hartmut Lindner. „Die teilespezifischen Aufnahmen auf dem Drehtisch und am Roboter-Greifer sind schnellwechselbar ausgeführt“, so Lindner weiter. Der multifunktionale Greifer besitzt auf einer Seite ein Schnellwechselsystem, mit Zentriereinheiten sowie schwimmend gelagerten 3D-Saugplatten auf den Wechselelementen für das Handling der Folien. Auf der anderen Greiferseite befindet sich die, ebenfalls schnellwechselbare, Entnahmeeinheit für das Fertigteil inklusive elektrischer Kodierung. In der Praxis bedeutet das: Die Produktumstellung wird sehr schnell durchgeführt.
Zur Arbeitserleichterung für die Mitarbeiter an den Maschinen hat der Automatisierer eine speziell auf die Spritzgießprozesse ausgelegte, Bedieneroberfläche entwickelt: Sie ist übersichtlich gestaltet und einfach zu bedienen, bietet aber trotzdem alle Möglichkeiten, die erforderlich sind.

Automatische Qualitätsprüfung mit mehrdimensionaler Bildverarbeitung

Besonders innovativ und erstmals indi-viduell für Schuster Kunststofftechnik realisiert, ist die integrierte, automatische Prüfung der Fertigteile auf die bereits angesprochenen „Durchblitzer“. Der Knickarmroboter legt die Komponenten in die Prüfstation. Das Prüfverfahren orientiert sich an den Realbedingungen im Fahrzeug – unter anderem, dass die Blenden aus allen im Fahrzeug möglichen Blickrichtungen betrachtet werden. Dies erfordert eine schnelle und zuverlässige Kontrolle aus allen in Frage kommenden Richtungen.

 

Kosteneffizienz
Vier Folientypen werden zuverlässig und schnell für ein Werkzeug gewechselt

Bei der Schuster Kunststofftechnik werden mit einer hochspezialisierten Automatisierungslösung von Preccon Robotics vier verschiedene Folien staubfrei und absolut präzise in das Werkzeug der 2K-Spritzgießmaschine eingelegt. Vier unterschiedliche Blenden für verschiedene Fahrzeuge werden so mit einer 2K-Spritzgießmaschine im IML-Verfahren gefertigt.Die Anlage ist im Drei-Schicht-Betrieb seit Februar 2009 am Firmensitz in Waltershausen in Betrieb. Schuster Kunststofftechnik ist „mit der gewählten Automatisierungslösung sehr zufrieden und profitiert von einer maßgeblichen Verbesserung des Qualitätlevels der Fertigteile sowie schnelleren Durchlaufzeiten“, sagt Roland Beil, Geschäftsführer des Kunststoffverarbeiters. Das Unternehmen habe „seine Wettbewerbsposition weiter verbessert und den Technologievorsprung ausgebaut“, lautet sein Resümee.

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Silke Brügel, freie Journalistin