Maximale Präzision auf kleinstem Raum
Effiziente Fertigung von Steckern live auf der K 2019

Das moderne Auto steckt voller Sensorik und Automatik. Diese lassen sich jedoch elektronisch nur steuern, wenn entsprechend komplexe Steckerverbindungen vorhanden sind. Auf der K 2019 demonstriert KraussMaffei auf einer Spritzgießmaschine CX 80 am Beispiel eines Artikel mit drei Metalleinlegern, worauf es ankommt: platzsparende Integration der Automation, hohe Effizienz beim Platzieren und Umspritzen der Metallteile und anspruchsvolle Prüfungsroutine im Nachgang.

Text Petra Rehmet  Fotos KraussMaffei

Regensensoren, Parkassistent, Spurhaltesystem – Das Auto von heute ist intelligent und voller Assistenzsysteme und Sensorik, die zeitgleich zusammenspielen müssen. Ähnlich komplex gestaltet sich die Sensorik in Windkraftanlagen: hier dienen oftmals bis zu 30 verschiedene Pins als Leitungsbrücken. Elektronisch steuern lassen sich diese nur, wenn entsprechend komplexe Steckerkontakte vorhanden sind. Damit Stecker wie diese in kurzen Zykluszeiten gefertigt werden können, entwickelt die Automation von KraussMaffei Konzepte, bei denen mehrere Roboter Hand in Hand arbeiten. Am Beispiel eines Steckers mit drei komplett verschiedenen Metalleinlegern zeigt KraussMaffei auf der K 2019, wie das auf engstem Raum funktioniert. 

Flexible, platzsparende Produktion

All das vollzieht sich auf dem KraussMaffei Messestand auf einer Stellfläche von nur 5,40 x 3,70 m. Darin enthalten sind eine hydraulische Spritzgießmaschine CX 80 mit einer Schließkraft von 800 kN und angeschlossener Automationszelle - das Herzstück der Produktionsanlage misst an sich nur 2,30 x 3,20 m. Sie ist auf Rollen gelagert und kann über einen Kniehebel leicht an verschiedene Maschinen angedockt – oder für Wartungsarbeiten entfernt – werden. Der K-Besucher sieht folgenden Ablauf: Ein High-Tech-Greifer entnimmt aus einer Doppelschublade präzise jeweils einen Kontaktpin und eine Buchse, und nimmt ein Jochblech auf, das über ein sogenanntes Anyfeeder-System zugeführt wird. Beim Anyfeeder handelt es sich um ein flexibles Zuführsystem mit intelligenter Vibrationsplattform und Kamerasystem.

Komplexe Steckerfertigung leicht gemacht:
Komplexe Steckerfertigung leicht gemacht:
Auf der K demonstriert KraussMaffei am Beispiel einer Spritzgießmaschine CX 80 und angedockter Automationszelle, wie das bei höchster Präzision auf engstem Raum möglich ist

Hohe Einlegegenauigkeit von unter 0,1 mm

Der Kontaktpin ist später für die Stromzufuhr zuständig, die Buchse für die Zentrierung und das Jochblech kann die Erdung übernehmen. Diese drei Metallteile legt der Roboter mit einer Einlegegenauigkeit von unter 0,1 mm ins Werkzeug ein, wo sie in einer Zykluszeit von 30 Sekunden mit einem glasfaserverstärkten Polyamid umspritzt werden; das Artikelgewicht beträgt 25 g. Die Maschinenfunktion APC plus sorgt dabei für eine konstante Formteilfüllung, in dem es den Umschaltpunkt von Einspritzdruck zu Nachdruck individuell regelt. Die Maßhaltigkeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal, um eine reibungslose Montage des Steckers in Anschluss zu sichern.

Filigrane Komponenten:
Filigrane Komponenten:
Der Stecker en Detail mit den drei Metalleinlegern Pin, Buchse und Jochblech

Der Roboter entnimmt das fertige Bauteil und legt es auf einem Drehteller mit sechs Stationen ab. Hier erfolgt eine Kameraprüfung hinsichtlich Überspritzung und Vollständigkeit der Einlegeteile. Danach versieht ein Laser den Stecker mit einem QR-Code. Den Abschluss des Zyklus bildet die elektrische Prüfung. Ist der Pin vorhanden, an der richtigen Stelle und hat er Kontakt, oder gibt es unerwünschte Wechselwirkungen? "Dieser Kontrollschritt zeigt im Kleinen, wie wichtig die korrekte Funktion bei komplexen Steckern ist. Bestes Beispiel sind Windkraftanlagen mit bis zu 30 verschiedenen Pins. Wenn nur einer der Pins nicht arbeitet und sich der Fehler erst nach Einbau zeigt oder die angelötete Platine beschädigt, kann der Schaden schnell Hunderttausende Euro verursachen", erklärt Marian Allmannsberger, Produktmanager der KraussMaffei Automation. 

iO- und NIO-Teile sicher tracken

Wer den QR-Code des fertigen Steckers auf der K einliest, erhält Einblick in alle relevanten Prozessparameter der kompletten Bauteilhistorie. Dafür sorgt das neue Datensammelsystem easyTrace von KraussMaffei. Es dient als Verbindung zwischen Automationszelle, Spritzgießmaschine und kundenseitigen Systemen. Die Kommunikation ist in beide Richtungen möglich und erlaubt die Erfassung von allen Teilnehmern innerhalb der Zelle, der Fertigungsfreigabe durch ein MES-System bis zur Erzeugung von Produktionsdaten. Qualitätsprüfungen können sowohl den Status der Prüfung als auch weiterreichende Informationen bis hin zum Kamerabild enthalten. Das neue easyTrace erlaubt die dynamische Einbindung weiterer Stationen und kann daher individuell mit den Anforderungen wachsen.

Neuer 21,5 Zoll Multitouchdisplay

Die Steuerung der CX 80 verfügt über ein neues Multitouchdisplay mit 21,5 Zoll Diagonal und bietet damit die vom Smartphone vertrauten Arten der Bedienung, etwa mit zwei Fingern in die Anzeigen hineinzuzoomen. Die Automation wird zentral über eine SPS-Steuerung bedient, die in Gestaltung und Funktionalität der vertrauten MC6 von KraussMaffei nachempfunden ist, um den Umgang für den Anwender möglichst komfortabel zu machen. Alle Prozessteilnehmer lassen sich damit einsehen und führen.  Durch die wachsende Sensorik im Automobil und auch die kommende E-Mobilität wird der Bedarf an komplexen Steckverbindungen weiter steigen. Am Beispiel der Messeanwendung demonstriert KraussMaffei die effiziente Herstellung und setzt ein Zeichen mit einem äußerst platzsparenden Konzept, das sich beliebig skalieren und an unterschiedliche Erfordernisse anpassen lässt.

Partner bei diesem Messe-Exponat sind die Firmen Schmelzer Formentechnik, Biesterfeld Plastic, Keyence Deutschland, SensoPart Industriesensorik, Rhein-Nadel-Automation, motan-colortronic, Uniform Color Company und gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik.

Kontakt

Marian Allmannsberger
marian.allmannsberger@kraussmaffei.com

Produktmanager der KraussMaffei Automation