Automatisierungskomponenten für die Montageautomation in der Kunststoffindustrie

Läuft von alleine wie geschmiert

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Mit einer umfassenden Fertigungs- und Montageautomation ist die Söhnergruppe zu einem führenden Anbieter in der Kunststoff-Verbundtechnologie geworden. An die Zuverlässigkeit und Präzision der eingesetzten Automa- tionskomponenten stellt das Unternehmen höchste Anforderungen. So leisten Ausgleichs- und Schwenkeinheiten, verschiedenen Linearachsen und Greifer zuverlässig ihren Dienst, bei dem sie schon unglaubliche Zyklenzahlen bewältigt haben.

Die Söhnergruppe mit Hauptsitz in Schwaigern hat sich auf den anspruchsvollen Kunststoff-Spritzguss spezialisiert und fertigt an weltweit sechs Standorten mit rund 1200 Mitarbeitern hochwertige Kunststoffteile und -baugruppen. Seit mehr als 40 Jahren schafft es der innovationsstarke Mittelständler, sich mit hoher Qualität in einem anspruchsvollen Markt zu behaupten. Eines der Geheimisse dieses Erfolgs liegt im konsequenten Einsatz von Automatisierungslösungen. „Unsere Kunden erwarten von uns als einem der Marktführer in unserer Branche höchste Qualität. Um unser Produktportfolio mit seinen zahlreichen Varianten zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten zu können, setzen wir auf eine stark automatisierte und zugleich sehr flexible Produktion“, erläutert Sibylle Söhner-Krieg, Geschäftführerin der Söhnergruppe, die Erfolgstrategie ihres Traditionsunternehmens.

Söhner bietet ein umfangreiches Leistungsspektrum und verarbeitet neben allen gängigen unverstärkten und verstärkten Kunststoffen auch Hochleistungskunststoffe und veredelte Metalle. Zum Produktprogramm gehören technisch sehr anspruchsvolle Produkte wie Mikroschalter, hoch präzise Steckverbindungen, integrierte Sensoren und komplexe mechanische Baugruppen, aber auch Mehrkomponentenprodukte aus bis zu drei verschiedenen Kunststoffen sowie anspruchsvolle mechatronische Verbundprodukte mit integrierter Elektronik und Mechanik. Zu den Abnehmern für dieses Produktspektrum gehören neben der Automobilindustrie auch Unternehmen aus den Bereichen Haushaltstechnik, Sanitär, Elektronik und Medizintechnik. Für diese Branchen fertigt das Unternehmen jährlich mehrere Hundert Millionen Teile, deren Gewichte bis hinunter zu 0,02 g reichen. Bei der Fertigung werden strenge Maßstäbe angelegt, und so werden beim Präzisionsspritzgießen Toleranzen von weniger als 2 µm und Oberflächenrauigkeiten von weniger als 0,1 µm erreicht.
Vollautomatisierte Fertigungslinien
Zur Fertigung und Montage nutzt Söhner vollautomatisierte Fertigungslinien, die flexibel an veränderte Anforderungen angepasst werden können. Für die zahlreichen Handhabungsaufgaben setzt Söhner praktisch ausschließlich Greiflösungen von Schunk ein. Mit ihrer Hilfe werden zum Beispiel Spritzgießformen automatisch bestückt, Stanzteile in die Formen eingelegt und die umspritzten Teile wieder entnommen. „Bei unseren Handlingsystemen ist höchste Präzision und Zuverlässigkeit gefordert, und daher kommen in diesem Bereich praktisch nur Komponenten von Schunk in Frage“, erläutert Heiko Walter, Leiter der Automatisierungstechnik bei Söhner den Hintergrund dieser Entscheidung. „Wir haben neben Ausgleichs- und Schwenkeinheiten sowie verschiedenen Linearachsen der Systeme Gemotec und Lirax auch insgesamt mehr als 500 Greifer von Schunk im Einsatz. Diese tun seit vielen Jahren zuverlässig ihren Dienst und haben schon unglaubliche Zyklenzahlen bewältigt. Diese Zuverlässigkeit brauchen wir in unserer Produktion unbedingt“.
In der Fertigung werden beispielsweise Blechstanzteile für komplexe Mechatronik-Baugruppen zunächst mit mechanischen oder elektronischen Bauteilen bestückt, dann in Biegewerkzeugen in die erforderliche Form gebracht und schließlich mit Vereinzelungswerkzeugen vom Blechband getrennt. Nach dem Freistanzen werden sie von Handlingsystemen, die mit Schunk-Greifern ausgestattet sind, aufgenommen und zum Umspritzen in die Spritzgießform eingesetzt – Verfahren, die in jedem einzelnen der zahlreichen Prozessschritte viel Erfahrung und höchste Präzision verlangen.
Knifflige Montage
Hohe Stückzahlen, kurze Zykluszeiten, kompromisslose Zuverlässigkeit und hohe Präzision, das sind Anforderungen, die zum Beispiel auch bei der Montage von Airbag-Sicherheitssteckern aus ABS-Kunststoff gelten. Sie spielen in Kraftfahrzeugen eine zentrale Funktion bei der Auslösung von Airbags und müssen daher mit höchster Sorgfalt montiert werden. Da diese Stecker gleich millionenfach in Fahrzeugen verbaut werden, sind auch für die automatisierten Montagelinien langlebige und extrem zuverlässige Komponenten erforderlich, die über viele Millionen Zyklen hinweg präzise ihre Aufgabe erfüllen.
Söhner montiert die Airbag-Stecker auf Rundschalttischen, auf denen zunächst eine Pick-and-Place-Einheit das Steckergehäuse mit Hilfe eines Greifers des Typs MPG 25 von der Zuführung aufnimmt und dann auf der Werkstückaufnahme positioniert. Im nächsten Takt nimmt eine weitere Pick-and-Place-Einheit ebenfalls mit einem MPG-Greifer den sogenannten Retainer von einer Zuführung auf und führt ihn in das Gehäuse ein. Im dritten Bearbeitungsschritt wird ein in das Gehäuse einzusetzender Slider von einer Greif-Dreheinheit des Typs RP1212 gegriffen, um 180° gedreht, mit Hilfe eines Kreuzschlittens in die richtige Position gebracht und schließlich in das Gehäuse eingeschoben.
„Mit ihren hohen Qualitätsansprüchen steht die Söhnergruppe stellvertretend für viele unserer Kunden, die in ihrer Fertigung auf präzise und zuverlässige Automatisierungskomponenten angewiesen sind“, sagt Steffen Hönlinger, Marketingleiter des Geschäftsbereiches Automation bei Schunk. „Wir stehen in engem Kontakt mit diesen Unternehmen und bieten ihnen ein hochwertiges Programm an Produkten, Baugruppen und Branchenlösungen für ihre Automatisierungsaufgaben. Wie unsere Kunden selbst sind wir permanent auf der Suche nach Optimierungsmöglichkeiten“.
Halle 1, Stand 1501
Automation KEM 426
Greifmodule KEM 427
Dreh- und Schwenkeinheiten KEM 428
MPG KEM 429
Automotive KEM 430

Schunk auf der Motek
Beim Einsatz von Dreheinheiten sorgt die elektrische Drehdurchführung EDF für einen dauerhaft prozesssicheren Betrieb. Um die Versorgungs- und Signalleitungen elektrisch anzusteuernder Aktoren oder elektrischer Sensoren von der drehenden auf die stationäre Seite zu bringen, wird bei der EDF ein nicht reibendes, geführtes Kabel durch die Mittenbohrung gelegt. Ein rotatives Ausgleichselement in Form eines Wendels gleicht das Tordieren, also das Verdrillen des Kabels aus. Die elektrischen Drehdurchführungen sind den herkömmlichen Alternativen deutlich überlegen: Die einfachste, aber eben auch stör- und verschleißträchtigste Lösung war bisher, die Kabel einfach um die Schwenkeinheit herumzuführen. Als etwas besser galt seither die Lösung, ein Kabel zentral durch die Mittenbohrung der Schwenkeinheit zu legen. Allerdings wird durch das dauerhafte wechselseitige Tordieren des Kabels schnell dessen Mantel mürbe, zumal er sich an der metallischen Oberfläche der Ritzelbohrung reibt. Früher oder später kommt es zu einem Kurzschluss, da die Isolation der einzelnen Adern bald aufgerieben ist. Die EDF 30 gibt es komplett montiert mit der Dreheinheit SRU 30.
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