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Roboterzelle fertigt Essbesteck aus Hochleistungskunststoff

Flexibel, flexibler, Flexobot

Spritzgussbranche und Plastikindustrie setzen sich immer mehr mit dem Thema auseinander, nachhaltige, dauerhafte und flexibel einsetzbare Produkte zu fertigen. Ein Gemeinschaftsprojekt der Firmen Gindele, Robomotion und Kuka hat nachhaltiges Besteck aus Hochleistungskunststoff zum Ziel, das in einer Spritzgussmaschine gefertigt wird. Eine Roboterzelle übernimmt im Anschluss die aufwendige Weiterbearbeitung sowie die Qualitätskontrolle und Montage.

 (Bild: KUKA AG)

Der Flexobot ist schlank genug, um ihn in unmittelbarer Nähe zur Spritzgussmaschine zu positionieren. (Bild: Kuka AG)

Ab 2021 sollen viele Wegwerfprodukte aus Plastik verboten werden. Welche Mengen an Plastikmüll allein für Einwegbesteck anfallen, listet die Gesellschaft für Verpackungsforschung auf: Demnach fielen im Jahr 2017 rund 10.000t Abfall durch Einwegbesteck in Deutschland an. Ein beträchtlicher Teil davon entfiel auf Messen. Studierende der Hochschule Reutlingen unter Federführung von Prof. Dr. Steffen Ritter hatten es sich bei einem Projekt für die Moulding Expo 2017 zum Ziel gesetzt, dem entgegenzuwirken. „Unsere Projektgruppe hat ein Essbesteck aus Hochleistungskunststoff entwickelt, das dauerhaft, leicht mitzuführen, flexibel einetzbar, hochfunktional und kompakt ist sowie den hygienischen Anforderungen entspricht“, führt Ritter aus.

Komplexes Produkt in hoher Stückzahl

Aus dem ursprünglichen Hochschul- ist mittlerweile ein Erfolgsprojekt geworden. Die Nachfrage steigt, die Stückzahlen müssen erhöht werden. „Bei solch komplexen Produkten und hohen Stückzahlen muss die Produktion unbedingt automatisiert erfolgen“, sagt Ritter. Für die K-Messe 2019, wo es das Besteck als Give-Away auf dem Kuka-Stand geben wird, haben sich die Hochschule Reutlingen, Gindele, Robomotion und Kuka zusammengetan und zeigen anhand dieses Beispiels, wie die komplexe Automatisierungslösung in der realen Produktionswelt eines Spritzgießunternehmens funktioniert. Dazu wird der Hochleistungskunststoff in einer Spritzgussmaschine bei Gindele in die gewünschte Besteckform gegossen. Die anschließende Entnahme aus der Maschine, das Entfernen des Angusses und die Qualitätskontrolle per Vision-System geschehen ebenfalls automatisiert und zwar durch die Roboterzelle Flexobot. In diese Zelle, die Robomotion entwickelt hat, ist ein Kuka-Roboter aus der KR-Agilus-Baureihe integriert. „Die Zelle ist mit zahlreichen Rüstplätzen für Werkzeuge und Ablageflächen ausgestattet. Zudem ist sie mobil und kann einfach und schnell für verschiedene Tätigkeiten umgerüstet werden“, erklärt Dr. Andreas Wolf, Geschäftsführer von Robomotion.

Der Kuka-Roboter KR Agilus entnimmt das Besteck aus der 
Spritzgussmaschine. (Bild: Kuka AG)

Der Kuka-Roboter KR Agilus entnimmt das Besteck aus der
Spritzgussmaschine. (Bild: Kuka AG)

Roboterzelle vollendet Bearbeitungsprozesse

Die Zusammenarbeit zwischen Roboter und Werkzeugmaschinen sowie Spritzgussmaschinen bietet großes Potenzial. „Durch die Flexibilität der Roboterzelle kann der Automatisierungsgrad der Tätigkeiten nach dem Spritzgussverfahren deutlich gesteigert werden“, sagt Wolf und führt zum Roboter weiter aus: „Die Sechsachskinematik des KR Agilus ist sehr flexibel und kann auch komplexe Bauteile sicher greifen. Zudem verfügt er über ausreichende Steifigkeit, um den Anguss des Bestecks zu entfernen.“ Bei Gindele übernimmt die Roboterzelle genau diese Aufgaben. Das nachhaltige Besteck wird in einer Spritzgussmaschine hergestellt. Anschließend entnimmt es der Roboter und führt es zur Prüfung einem Vision-System zu. Da das frisch aus der Spritzgussmaschine kommende Bauteil noch sehr heiß ist, wird es zunächst zum Abkühlen abgelegt. Nach dem Abkühlen greift der Roboter das Bauteil wieder auf und entfernt den Anguss. Dafür ist der Roboter mit einem 3D-gedruckten Greifer ausgestattet. Die Abtrennung erfolgt an einer separaten Station. Anschließend legt der Roboter das fertige Bauteil in einer Rüsselrutsche oder auf einem Förderband ab. Matthias Gindele, Geschäftsführer von Gindele, nennt einen weiteren Vorteil: „Bei uns im Werk ist der Bauraum begrenzt. Der Flexobot ist aber schlank genug, um ihn in unmittelbarer Nähe zur Spritzgussmaschine zu positionieren.“

Roboterzelle fertigt Essbesteck aus Hochleistungskunststoff
Der Flexobot ist schlank genug, um ihn in unmittelbarer Nähe zur Spritzgussmaschine zu positionieren. (Bild: Kuka AG)


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