Zelle automatisiert das Umspritzen, Inspektion von Injektionsnadeln

Von einem medizinischen OEM gebeten, ein Spritzgusswerkzeug mit einer Kavität zu entwickeln, um eine Nadel zu umspritzen, die manuell eingeklebt wurde, hat Moldworx LLC, ein kundenspezifischer Formenbauer mit Sitz in Gilbert, Arizona, eine bessere – oder technisch vier bessere – Entwicklung gemacht ein vollautomatisches Vierfachwerkzeug und eine Zelle, die auf einer horizontalen Presse läuft. Das Unternehmen erprobte das Konzept zunächst an einem Einkavitäten-Werkzeug mit Schlitten, bei dem die Nadel von Hand geladen wurde. Jim Taylor, Präsident von Moldworx, sagte gegenüber Plastics Technology dass die neue automatisierte Vierfachzelle in einem 27-Sekunden-Zyklus läuft, was der Zeit des Einzelfachwerkzeugs entspricht, aber die Leistung vervierfacht. Bevor Moldworx die Zelle entwickelte, hatte der Kunde drei Schichten mit Leuten, die Nadeln geklebt haben.

Taylor sagte, dass Moldworx die gesamte Automatisierungszelle parallel zum Werkzeug entworfen und gebaut hat, um die Vorlaufzeit zu verkürzen. Eine Herausforderung, die Moldworx meistern musste, bestand darin, Tausende von zarten, winzigen Nadeln zu vereinzeln – so klein wie 0,012 Zoll (0,305 mm) – die in großen Mengen verpackt sind. Moldworx entwarf und entwickelte schließlich einen „Vereinzeler“ mit einem „Trichter“, der eine Nadel nach der anderen in die Fließbandzelle einführt.

Jede Nadel wird von einem an der Spritzgießmaschine befestigten Roboter aufgenommen und vor einer Reihe von hochauflösenden Inspektionskameras indexiert, um sicherzustellen, dass sie nicht verbogen oder die Nadelspitze nicht beschädigt wird. Die Nadeln müssen auch richtig ausgerichtet sein, da es ein scharfes und ein stumpfes Ende gibt. Taylor sagte, dass das System die Nadel wegwirft, wenn das stumpfe Ende oben ist, und dies dreimal versuchen, bevor es Alarm schlägt.

Die Nadel wird dann zum Umspritzen in das Werkzeug eingesetzt. Die Verwendung von Schwerkraft und einer vertikalen Presse kann das Umspritzen von Einsätzen oft erleichtern, aber Moldworx hat dieses System für den Betrieb auf einer horizontalen Presse entwickelt. Um die Nadel vor der Injektion an Ort und Stelle zu halten, verfügt das Werkzeug laut Taylor über einen Schieber mit einem Kernstift, der ein .013Ø-Loch darin hat, um die Nadel aufzunehmen. Der Gleit-/Kernstift dient als Führungen, damit sich die Baugruppe von der Trennlinie wegbewegen kann und erleichtert den Zugang zum Laden der Nadel.

Der Prozess beginnt, wenn das kundenspezifische End-of-Arm-Tool (EOAT), das an einem 3-Achsen-Yushin-Roboter befestigt ist, an der Nadelaufnahmeposition andockt und die Nadel an die Form übergibt und an das Werkzeug andockt, um eine genaue Positionierung zu gewährleisten . Bei seiner ersten Aktion greift der EOAT das fertige Teil und zieht es zurück, um es aus dem Weg zu räumen.

Sobald ein Sensor bestätigt, dass der EOAT das Teil hat, bewegt es sich in Richtung des Schlittens und greift in die Führungsstifte ein. An dieser Stelle befindet sich der Greifer mit der Nadel knapp über dem Schieberkernstift. Ein Servozylinder auf dem Schlitten bewegt den Kernstift nach oben, damit sich die Nadel in das Loch bewegen kann; das Servo bewegt sich in die fertig installierte Position; und der EOAT kehrt seine Reihenfolge um. Ein in der Form installierter Laser überprüft, ob die Nadel vorhanden ist, bevor der Formzyklus beginnt.

Beim Öffnen des Werkzeugs entnimmt der Roboter die geformte Baugruppe und setzt eine neu geprüfte Nadel in das Werkzeug ein. Moldworx stellte fest, dass all diese Maßnahmen eine Inspektion und Überprüfung erfordern und die Toleranzen genau sein müssen.

Nach dem Formen bringt das Ende des Arms die fertig geformte Baugruppe nach Taylor in die Entladeposition in der Montagezelle, wobei das geformte Teil auf einem Dorn platziert wird, bevor es eine weitere Nadel erhält. An dieser Station überprüfen zwei Kameras, ob das scharfe Ende oben ist; die Spitze ist nicht beschädigt; und die Nadel ist nicht verbogen. Wenn die Nadel die Prüfung besteht, schaltet der Tisch zur nächsten Position, wo gefilterte, dosierte Luft durch die Nadel gedrückt wird, um auf Okklusion zu prüfen.