Former setzt auf „semi-intelligente“ Automatisierung

R&D Plastics, ein kundenspezifischer Spritzgießer in Hillsboro, Oregon, spiegelt in vielerlei Hinsicht die Trends in der Automatisierung bei Spritzgießern in Nordamerika wider. Das Werk des Unternehmens hat sich von der einfachen Entformung von Teilen zu gepaarten Robotern unterschiedlicher Art zum Zuführen, Ausrichten und Einlegen in das Werkzeug entwickelt. Das Unternehmen baut sein eigenes End-of-Arm-Tooling (EOAT) für arbeitssparende Aufgaben wie das Biegen von Filmscharnieren. Mit kollaborativen Robotern (Cobots) will man nun Sekundäroperationen automatisieren. Das Unternehmen möchte auch die Einrichtung von Robotern und anderen Zellengeräten zusammen mit der Spritzgießmaschine automatisieren. Und es geht über die „harte“ Automatisierung hinaus, um den Datentransfer zwischen Maschinen und Zentralcomputern zu automatisieren.

Der Bericht vom letzten Monat über die vielen Programme des Unternehmens zur Unterstützung der lokalen Kunststoffausbildung und -ausbildung hilft zu erklären, warum R&D Plastics als eine Säule der nordwestlichen Fertigungsgemeinschaft beschrieben wurde. Es ist im Besitz und unter der Leitung von CEO Rod Roth (Sohn von Merrill Roth, Gründer eines anderen bekannten Northwest-Formers, Grant &Roth Plastics) und Sal Gonzalez, v.. of Operations. R&D Plastics wurde 1996 (nach dem Verkauf von Grant &Roth an SPM) gestartet und nähert sich nun einem Rekordumsatz von 8 Millionen US-Dollar. Es funktioniert aus einer Höhe von 28.000 ft ² Werk mit 60 Mitarbeitern und 19 Pressen von 40 bis 720 Tonnen.

Entwicklung der Automatisierung

„Wir sind ein mittelständisches Spritzgussunternehmen mit den Mitarbeitern und Werkzeugen eines viel größeren Unternehmens“, sagt Ron Knowlton, v.p. der Geschäftsentwicklung. Zu den Fähigkeiten des Unternehmens gehören internes Engineering und Elastomer-Formen, Umspritzen, Umspritzen, Strukturschaum und mehr. Während der Großteil des Geschäfts in Form von „Form-und-Schiff“-Arbeiten ausgeführt wird, gibt es auch ein wachsendes Volumen an wertschöpfenden Sekundäroperationen wie Schallschweißen, Heißprägen, Digitaldruck, Montage, Kleben und Einbringen von Befestigungselementen. Es verfügt über externe Quellen für Plattierung, Lackierung und hydrographische Beschichtungen.

Darüber hinaus muss das Custom Moulding-Geschäft in 24 Stunden typisch acht Werkzeugwechsel bewältigen, während es immer noch mit einer Gutteilausbeute von 98 % und einer Kapazitätsauslastung von 80 % arbeitet. „Alles, was wir tun, ändert sich wöchentlich“, sagt Don Altorfer, Instandhaltungsleiter und Automatisierungsingenieur.

Diese Faktoren helfen, den Schritt des Spritzgießers zu einer zunehmenden Automatisierung zu erklären. Die meisten ihrer Pressen verfügen über einen Servoroboter – und eine Zelle hat zwei – sowie eine zusätzliche Automatisierung, einschließlich Beilagenzuführungen und Förderbändern. Bis vor kurzem waren die Roboter des Werks alle Star- und Yushin-Modelle, aber ab 2015-2016 begann R&D Plastics mit dem Kauf von Wittmann Battenfeld-Robotern und hat jetzt fünf, darunter zwei W818- und zwei W843Pro-Modelle und einen W818S mit zwei Armen.

Matthew Barnett, General Manager von R&D Plastics, rechnet mit weiteren Käufen von Wittmann-Robotern. „Wir waren sehr beeindruckt von ihrem Service und Support“, sagt Barnett. „Sie sind eines der besten serviceorientierten Unternehmen, mit denen wir zusammengearbeitet haben.“ Seine Ansichten werden von Altorfer geteilt, der das West Coast Tech Center von Wittmann Battenfeld in Placentia, Kalifornien, für eine dreitägige umfassende Roboterschulung besuchte. Er konnte in die Formanlage zurückkehren und seine eigenen Mitarbeiter an dem dort Gelernten weiterbilden. Darüber hinaus kommt Jason Cornell, Wittmanns West Coast Regional Manager for Robots and Automation, alle paar Monate vor Ort, um die Schulungen fortzusetzen und neue Funktionen zu demonstrieren. (Nicht zufällig hat R&D Plastics gerade seine erste Wittmann Battenfeld Spritzgusspresse gekauft, um seinen bestehenden Maschinenbestand von Toshiba und Sumitomo (SHI) Demag zu begleiten.)

R&D Plastics schätzt die Flexibilität der Wittmann-Roboter, um sich den Rhythmen eines kundenspezifischen Spritzgussunternehmens anzupassen. Die Traverse wird vorgebohrt und alle 5 Zoll entlang der Unterseite mit Gewinde versehen, was schnelle Anpassungen und konstante Positionsverschiebungen für sich ständig ändernde Prozesse ermöglicht.

Barnett beschreibt die aktuelle Phase der Automatisierung bei R&D Plastics:„Heute geht es weniger darum, Teile in eine Kiste zu packen, sondern mehr um das, was ich ‚semi-smarte‘ Automatisierung nenne.“ Ein Beispiel ist eine Umspritzzelle, in der Metalleinsätze von einem Vibrationsförderer (intern gebaut) einem Förderer zugeführt werden. Das führt zu einem Hochgeschwindigkeits-SCARA-Roboter, der die Einlegeteile in einer präzisen Position und Ausrichtung zur Aufnahme durch einen Wittmann-Linearroboter platziert, der sie in das Werkzeug legt und die fertigen Teile entformt.

Ein weiteres Beispiel sind einige Hart-/Weich-Umspritzzellen, bei denen zwei Pressen nebeneinander platziert sind, eine zum Formen des starren Substrats und eine zum Umspritzen mit TPE oder TPU, wobei ein Roboter zwischen den beiden verwendet wird.

R&D Plastics hat eine Do-it-yourself-Kultur und baut viele eigene Geräte, darunter ein spezielles CNC-Schallschweißgerät, das ursprünglich von Merrill Roth entwickelt wurde. Das Unternehmen stellt auch einige seiner eigenen Roboter EOAT her. Ein Beispiel ist ein Werkzeug zum Biegen von lebenden Scharnieren frisch aus der Form, sodass eine Person diese Aufgabe nicht ausführen muss. Der EOAT wurde mit einem neuen Dual-Extruder-Pro2-Drucker mit Filamentzufuhr von Raise3D Technologies, Inc., Irvine, Kalifornien (raise3d.com .) in 3D gedruckt ).

Obwohl es heute nur 10 % des Geschäfts des Unternehmens ausmacht, denkt R&D Plastics aufgrund des Wachstums der wertschöpfenden Sekundäraktivitäten auch dort über Automatisierung nach. „Wir fangen an, Cobots für Jobs wie Ultraschallschweißen ins Auge zu fassen“, sagt Barnett.

„Heute geht es weniger darum, Teile in einen Karton zu packen, sondern mehr um das, was ich ‚semi-intelligente‘ Automatisierung nenne“, sagt Matthew Barnett, General Manager von R&D Plastics.

Er fügt hinzu, dass die Automatisierung Vorteile für die Arbeitsmoral und die Einstellung von Mitarbeitern hat. „Durch die Implementierung der neuen Automatisierung sind wir in der Lage, einige der einfacheren, alltäglichen Aufgaben zu reduzieren und unsere Mitarbeiter dazu zu bringen, mehr als Inspektor/Verpacker und weniger als Maschinenbediener zu agieren.“ Und dann ist da noch der „coole“ Faktor, der jüngere Arbeitnehmer anspricht. „Das trifft auf unsere Formeneinrichter und Junior-Verfahrenstechniker sehr zu. Sie sehen eine Gelegenheit, etwas über Automatisierung zu lernen, die sie während ihrer gesamten Karriere mitnehmen werden, sei es hier in der Forschung und Entwicklung oder wo auch immer sie enden könnten.“

Auch die Datenautomatisierung wächst

Erfahrene Spritzgießer sind sich heute einig, dass die Automatisierung des Echtzeit-Fertigungsdatenflusses genauso wichtig ist wie die Automatisierung des Produkt- und Komponentenflusses. Dies ist bei R&D Plastics der Fall, wo Ron Knowlton stolz auf das ERP-System des Unternehmens von IQMS ist, das, wie er sagt, „unter anderem Echtzeitinformationen darüber liefert, was genau im Spritzgussbereich und in der Wertschöpfung passiert, da“ sowie das Speichern von Informationen über Werkzeug- und Maschineneinstellungen und vorbeugende Wartung.“

Ein weiterer Schritt nach vorn ist die Anschaffung einer servohydraulischen Spritzpresse Wittmann Battenfeld SmartPower 300 und der dazugehörigen Nebenaggregate. Diese „intelligente Arbeitszelle“, so Barnett, ist zum Speichern und Abrufen von Auftragseinstellungen nicht nur für die Spritzgussmaschine, sondern auch für den Roboter, den Trichterlader, die Additivzuführung und die Werkzeugtemperatursteuerungseinheit (TCU) ausgestattet. Diese Fähigkeit, die der Lieferant Wittmann 4.0 nennt, wird dazu beitragen, häufige Jobwechsel noch schneller und einfacher zu machen.