Hoe een Lean Robotstrategie Automotive Overmolding Productie Revolutieerde

KHG Plastics GmbH's nieuwste toevoeging aan zijn Velberg, Duitsland faciliteit is een paar compacte verticale spuitgietcellen. Samen kunnen ze ongeveer 40.000 overmolded elektrische contacten per week produceren voor automotive verlichtingssystemen, naadloos metalfabricatie, overmolding, testen en verpakken integrerend in een volledig geautomatiseerd proces – uitgevoerd met opmerkelijke elegantie en eenvoud.

Initieel plande KHG Plastics om onderdelen door de verschillende fasen te shuttelen met twee zes-as robots, een menselijke operator en aanvullende automatisering. Sepro, in samenwerking met lokale integrator Kiki, presenteerde een gestroomlijnde alternatief: drie lineaire, drie-as robots gecoördineerd door een enkel besturingssysteem. Het resultaat was een compactere, hoger-producerende cel – demonstrerend hoe onconventionele oplossingen superieure resultaten kunnen opleveren.

Automatiseren van Meerdere Functies

Na het behalen van de kans om een nieuwe overmolded metalen contact te produceren voor een automaker's voertuigverlichtingssystemen, zette KHG uit om een volledig geautomatiseerde productielijn te ontwerpen die een reeks apparatuur zou samenvoegen:

 • een metaal-pers- en buigmachine om blanks te verwerken in links- en rechts-georiënteerde contacten;  • een verticale spuitgietmachine om de metalen stampingen te overmolden;  • een teststation voor 500 V kortsluitverificatie;  • een verpakkingsstation dat "goede" onderdelen in stapelbare bakken overbrengt voor downstream automatisering of verzending.

Omdat de workflow pre- en post-mold operaties betrof, roep het initiële concept twee zes-as robots: een grote, centraal gelegen eenheid om stamping, molding en testen te hanteren, en een kleinere robot om afgeronde onderdelen in bakken te laden. Hoewel logisch, leidde deze layout tot zorgen over voetafdruk en bereik. Sepro's Marius Svagnea bevestigde onmiddellijk dat een lineaire robot de grote zes-as eenheid kon vervangen. De Sepro S5-35, een drie-as model, bood een 4000 mm horizontale slag, wat de celgrootte drastisch reduceerde en eenvoudigere toegang voor onderhoud en apparatuurwijzigingen bood.

Op dit inzicht voortbouwend, stelde Svagnea een tweede lineaire robot voor, de kleinere Success 7, om de afhandeling van geteste onderdelen te overnemen, en een derde, de Success 11, om bak laden, lossen en stapelen te managen. Het positioneren van de lineaire robots boven de spuitgietmachines vereenvoudigde machineplaatsing, verlaagde vloerruimtevereisten, en behield vol bereik dankzij aanpasbare horizontale balken.

KHG was onder de indruk: "We zagen dat een zes-as robot te veel ruimte zou innemen en te beperkt bereik had," zei CEO Lutz Karrenberg. "De Sepro/Kiki oplossing combineerde diverse standaard robots in een heel kleine ruimte. Dit was de hoofredon achter onze beslissing."

Karrenberg voegde toe: "We dachten niet noodzakelijk aan een oplossing met een bakkar die laden via een derde robotsysteem zou omvatten. Dit idee kwam volledig van Sepro, die al iets vergelijkbaars had geïmplementeerd. Deze oplossing bespaarde niet alleen veel ruimte, maar optimaliseerde ook onze workflow en bracht hoge flexibiliteit voor toekomstige productietaken."

Cellen in Operatie

Elke robot werkt onder zijn eigen Sepro Visual controller, maar de Visual 3 op de S5-35 fungeert ook als master controller, wat veiligheid en operaties over de cel synchroniseert.

De S5-35 start de cyclus door vier gestempelde en gebogen contacten – twee linkshandige en twee rechtshandige – op te pakken van de shuttle-tabel van de pers- en buigeenheid. Vervolgens plaatst het ze in de onderhelft van de open draaitafel van de verticale spuitgietmachine, bevestigt ze met end-of-arm tooling, en initieert overmolding. Na het verwijderen van de vorige cyclus vier afgeronde onderdelen, overbrengt de robot de nieuwe onderdelen naar het teststation, waar een 500 V kortsluit test wordt uitgevoerd. Acceptabele onderdelen worden dan naar een overbrengstation verplaatst; afgekeurde onderdelen worden uit de lijn gehaald.

Vervolgens haalt de Success 7 geteste onderdelen van het overbrengstation, sorteert ze op oriëntatie, en deposeert ze in de juiste onderdeelbak. Met een 1500 mm horizontale slag, hantereert het deze taak efficiënt.

Ten slotte beheert de Success 11 baklogistiek: het verplaatst gevulde bakken naar lossingsstations, stapelt ze op bewegende wagentjes, haalt lege bakken uit voorraad, en plaatst ze terug op het glijdtblad voor de volgende vulcyclus.

De enige menselijke interventie die vereist is, is het verwijderen van volle bakken – ongeveer elke zes uur.

Vereenvoudigen van Multi-Machine Integratie

Het coördineren van drie robots en een suite van metaalbewerking, spuitgieten, elektrische testen en bakafhandeling zou normaal gesproken afzonderlijke PLC's en uitgebreide custom programmering vereisen. Sepro's Visual 3 controle, aangevuld met de Easy Package feature set, integreerde alle sleutelapparatuur naadloos. Easy Package breidt Euromap 67's spuitpers/robot interoperabiliteit uit en voegt synchronisatie, controle, monitoring en data-uitwisselingsmogelijkheden toe over E79 en E81 protocollen.

"De gemakkelijkheid van integratie is het grote voordeel van Sepro's portefeuille," zei KHG's Lutz Karrenberg. Door Sepro's integratietools via vertrouwde partners te benutten, bereikte KHG twee productiecellen die meer elegante, krachtige en kostenefficiënte resultaten leveren dan de initieel overwogen, complexere systemen – terwijl minder programmerings- en integratie-inspanning vereist wordt. Bovendien vergemakkelijkt het ontwerp snelle herinzet van activa wanneer toekomstige productiebehoeftes evolueren.