Stäubli: Hochproduktive Automatisierungslösungen mit Robotern

11.10.2019

Die Automation von Spritzgießmaschinen sowie vor- und nachgeschalteter Prozesse rund um das gespritzte bzw. geblasene Produkt erfordern immer höhere Prozessgeschwindigkeiten, Prozessgenauigkeiten als auch Flexibilität in Sachen Konnektivität und Integration. Mit der Einführung der TS2 Scara-Baureihe setzt die Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics, Bayreuth, nach eigenen Angaben einen Meilenstein in der Robotikentwicklung. Die neuen Vierachser stehen für kürzeste Taktzeiten und wegweisendes Hygienedesign. Was die komplette Roboterrange von Stäubli in der Kunststoffindustrie leisten kann, demonstriert der Hersteller auf der K 2019.






Für die speziellen Anforderungen bietet Stäubli mit seinem auf die Bedürfnisse der Kunststoffindustrie abgestimmten Produktportfolio die perfekten Automationslösungen für Spritzgießmaschinenhersteller, Integratoren und Endanwender. Die Roboter sind prädestiniert für Einsätze wie Teileentnahme, Komplettbearbeitung von Spritzgussteilen, In-mould-Dekoration, In-mould-Labeling, Insert-moulding, Einsatz direkt in der Maschine und dergleichen mehr.

Die schnellen TX2 Sechsachser sind dank ihrer Flexibilität in der Lage, die Produktivität der Gesamtanlage durch die Nutzung der Prozesszeiten für vor- und nachgeschaltete Bearbeitungsschritte wie Entgraten, Prüfen, Schneiden, Kleben, Montieren und Verpacken drastisch zu erhöhen – ein echter Mehrwert ist damit garantiert.

Breites Roboterprogramm für alle denkbaren Aufgaben

Peter Pühringer, Division Manager Stäubli Robotics, zeigt sich begeistert von der Performance der neuen Roboterbaureihen: „Noch nie konnten wir eine derart hohe Leistungsdichte gleichzeitig über alle Roboterbaureihen hinweg bieten. Erstmals ist es uns gelungen, mit den Baureihen Fast picker TP80, den TX2 Sechsachsern sowie den TS2 Vierachsern weltweit Benchmark zu setzen. Das hohe Niveau der kompletten Range ist das Verdienst einer konsequenten F&E-Strategie.“

Die Entnahme der Heckklappenkomponente aus der Spritzgießmaschine erfolgt automatisch durch den Einsatz eines Stäubli TX200 Sechsachsroboter aus der Produktionszelle. (Foto: Stäubli)

Die Entnahme der Heckklappenkomponente aus der Spritzgießmaschine erfolgt automatisch durch den Einsatz eines Stäubli TX200 Sechsachsroboter aus der Produktionszelle. (Foto: Stäubli)

Die Anbindung an Spritzgießmaschinen erfolgt schnell und einfach über die standardisierten Euromap-Schnittstellen 12 oder 67. An der Spritzgießmaschine zählen die Faktoren Geschwindigkeit und Präzision sowie die Steifigkeit des Arms beim Einlegen und bei der Teileentnahme. Genau darauf hat sich Stäubli bei der Entwicklung der TX2-Sechsachsergenaration konzentriert. „Die kompakte Bauweise der Sechsachser und ihre Schnelligkeit tragen entscheidend dazu bei, die Werkzeugöffnungszeiten so kurz wie möglich zu halten, um die Produktivität von Spritzgießmaschinen zu maximieren“, so Pühringer.

Safety Funktionen mit vielen Vorteilen

Neben einer in allen Punkten gesteigerten Performance sind es vor allem die neuen Sicherheitsfunktionen und die damit realisierbaren Möglichkeiten der Mensch-Roboter-Kollaboration, die die TX2-Generation auszeichnen. (Foto: Stäubli)

Neben einer in allen Punkten gesteigerten Performance sind es vor allem die neuen Sicherheitsfunktionen und die damit realisierbaren Möglichkeiten der Mensch-Roboter-Kollaboration, die die TX2-Generation auszeichnen. (Foto: Stäubli)

Die zukunftsweisenden Safety Features der TX2-Roboter sorgen für weitere Vorteile. Ein Pluspunkt ist der reduzierte Raumbedarf für die Automation, da dank der Safe Zone-Funktion der Sicherheitssteuerung nur einfache und kostengünstige Einhausungen nötig sind. Sogar Roboterapplikationen komplett ohne Schutzzaun sind denkbar. Bei der Annäherung eines Menschen reduziert der Roboter automatisch seine Geschwindigkeit. Die Safety Features ermöglichen letztlich die Realisierung hybrider Automatisierungskonzepte, bei denen Mitarbeiter direkt mit Robotern zusammenarbeiten können und beispielsweise Greifer mit zu umspritzenden Einlegeteilen bestücken.

Für Pick-&-Place-Applikationen, bei denen das Umsetzen und exakte Positionieren unter härtesten Taktzeitkriterien auf dem Programm steht, hat Stäubli den Fast picker TP80 im Programm. Diese High-Speed-Kinematik erreicht bis zu 200 Picks pro Minute und ist deshalb in punkto Geschwindigkeit nicht zu schlagen.

High-Speed-Scaras in zahlreichen Sonderausführungen

Der Stäubli Scara TS2-100 HE besitzt einen beeindruckenden Arbeitsradius von 1.000 mm. Die geschlossene Struktur, Schutzabdeckung und Faltenbalg bieten erhöhten Schutz vor Kontamination im sensiblen Arbeitsbereich. (Foto: Stäubli)

Der Stäubli Scara TS2-100 HE besitzt einen beeindruckenden Arbeitsradius von 1.000 mm. Die geschlossene Struktur, Schutzabdeckung und Faltenbalg bieten erhöhten Schutz vor Kontamination im sensiblen Arbeitsbereich. (Foto: Stäubli)

Von den Robotern gibt es modifizierte Sonderausführungen für Pharma-, Medical- und Food-Einsätze. Die neuen TS2 Scara-Roboter zeichnen sich besonders durch ihr geschlossenes Design, ihre vorbildliche Dynamik und Präzision aus – Faktoren, die die Maschinen gerade für anspruchsvolle Applikationen unter strengen Taktzeitkriterien qualifizieren. „Unsere neuen High-Speed-Scaras eignen sich für alles und noch mehr. Es sind Standardroboter für alle ultraschnellen Handlings- und Pick-&-Place-Aufgaben, sie lassen sich jedoch mit einfachen Modifikationen für sensitive Produktionsumgebungen qualifizieren, wo sie neue Einsatzmöglichkeiten erschließen sollen. Ich denke dabei an Applikationen unter strengsten Hygiene- oder Reinraumanforderungen“, betont Pühringer.

Mit den TS2-Baureihen bietet Stäubli ein umfassendes Programm an Scara-Robotern. Um für alle Fälle eine optimale Lösung bieten zu können, besteht die neue Roboterfamilie aus insgesamt vier Mitgliedern, namentlich TS2-40, TS2-60, TS2-80 und TS2-100. Mit letzterem erweitert Stäubli die Vorgängerbaureihe, die Reichweiten von 400 bis 800 mm abdeckte, um einen großen Vierachser mit beeindruckendem Arbeitsradius von 1.000 mm.

Spritzgießen medizintechnischer Produkte

Auch bei der Herstellung medizintechnischer Produkte aus Kunststoff setzen Anbieter von Spritzgießmaschinen auf Roboter von Stäubli. Das Teilespektrum, das auf solchen Maschinen gespritzt werden kann, ist breit gefächert. Das Spektrum reicht von Medikamentenzuführsystemen wie Spritzen, Infusionssets, Transfusions- und Dialyseequipment über Zentrifugen, Blutfilter, Inhalatoren, Diabetes-Care-Produkte bis hin zu Implantaten zur Fixierung von Frakturen.

Neben Reinraumtauglichkeit stellt der Einsatz innerhalb von Spritzgießzellen weitere Anforderungen an die Roboter. So müssen die Maschinen besonders kompakt gebaut sein, um Platz sparend integriert werden zu können. Außerdem dürfen sich die Roboter trotz der hohen Temperaturen beim Spritzgießen keine Schwächen hinsichtlich Dynamik und Zuverlässigkeit leisten.

Ein TX60 bedient die Spritzgießmaschine und übernimmt sämtliche nachgeschaltete Bearbeitungsprozesse. (Foto: Stäubli)

Ein TX60 bedient die Spritzgießmaschine und übernimmt sämtliche nachgeschaltete Bearbeitungsprozesse. (Foto: Stäubli)

Bei anderen Applikationen wie beispielsweise der Herstellung von Infusionsbeuteln sind die Anforderungen nicht geringer: Höchste Qualitäts- und Hygienestandards, konsequente Reinraumeignung, uneingeschränkte Flexibilität und maximale Ausbringleistung sind hier gefragt. In einer wegweisenden Anlage zur Herstellung und Befüllung von Infusionsbeuteln sorgt ein Stäubli TX60 für die sichere Einhaltung des immensen Outputs von bis zu 7.200 Einheiten pro Stunde. Der Roboter erfüllt bereits in Standardausführung Reinraumklasse ISO 5 und eignet sich damit perfekt für den Einsatz in der Befüllstation der Anlage. Zudem ist der Sechsachser schnell, präzise und zuverlässig. Die Flexibilität des Roboters erlaubt die Verarbeitung der IV-Beutel in einer Vielzahl von Varianten. Ein weiteres wesentliches Kriterium bei der Entscheidung für den TX60 war dessen kompakte Bauweise, die ein besonders platzsparendes Anlagenlayout ermöglicht.

Programmierung: offen für alles

Neben dem prozesssicheren Einsatz der Roboter ist eine einfache Bedienung Grundvoraussetzung für den Einsatz in der Kunststoffindustrie. Damit Anlagenbetreiber und Systemintegratoren die vielfältigen Möglichkeiten der Roboter auch ohne Spezialkenntnisse nutzen können, haben die Softwareentwickler die Anwendungssoftware VALplast entwickelt.

Diese benutzerfreundliche Oberfläche ermöglicht aufgrund vordefinierter Bausteine eine besonders schnelle Programmierung, was Systemintegratoren bei der Installation einer Zelle ebenso zum Vorteil gereicht wie Anwendern im Alltagsbetrieb.

Stäubli bietet Maschinenherstellern aber auch die Möglichkeit, die Roboter über die Steuerung der Spritzgießmaschine zu betreiben. Möglich machen es die ready-to-plug-Softwarelösungen uniVAL drive, eine Echtzeit-Schnittstelle zur Integration der Scara- und Sechsachs-Kinematiken in Fremdsteuerungen oder uniVAL plc, wobei hier die Roboterprogrammierung über SPS-Funktionsblocks der Spritzgießmaschinen-Steuerung erfolgt.

Stäubli liefert den Kunststoffverarbeitern hochproduktive und wirtschaftliche Automatisierungslösungen. Ob in der Automobil-, der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Food-, Pharma- oder Medizinbranche oder in jeder anderen Industrie.

www.staubli.com

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