Effiziente Steckerfertigung

Spritzgießmaschine CX 80 (Bild: KraussMaffei Technologies GmbH)

21.10.2019 Effiziente Steckerfertigung

Auf der K 2019 demonstrierte KraussMaffei auf einer Spritzgießmaschine CX 80 am Beispiel eines Bauteils mit drei Metalleinlegern, worauf es bei der wirtschaftlichen Fertigung von Elektronikbauteilen ankommt: platzsparende Integration der Automation, hohe Effizienz beim Platzieren und Umspritzen der Metallteile und anspruchsvolle Prüfungsroutine im Nachgang.

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 solche Stecker in kurzen Zykluszeiten gefertigt werden können, entwickelt die Automation von KraussMaffei Konzepte, bei denen mehrere Roboter Hand in Hand arbeiten.

Zu betrachten war ein solches Fertigungsszenario auf dem Messestand auf einer Stellfläche von nur 5,40 x 3,70 m. Darauf befanden sich eine hydraulische Spritzgießmaschine CX 80 mit einer Schließkraft von 800 kN und eine angeschlossene Automationszelle. Sie ist auf Rollen gelagert und kann über einen Kniehebel leicht an verschiedene Maschinen angedockt oder für Wartungsarbeiten entfernt werden.

Ein Hightech -Greifer entnahm aus einer Doppelschublade präzise jeweils einen Kontaktpin und eine Buchse und nahm ein Jochblech auf, das über ein Anyfeeder-System zugeführt wurde. Der Kontaktpin ist später für die Stromzufuhr zuständig, die Buchse für die Zentrierung und das Jochblech kann die Erdung übernehmen. Diese drei Metallteile legte der Roboter mit einer Einlegegenauigkeit von unter 0,1 mm ins Werkzeug ein, wo sie in einer Zykluszeit von 30 s mit einem glasfaserverstärkten Polyamid umspritzt wurden. Die Maschinenfunktion APC plus sorgte dabei für eine konstante Formteilfüllung, in dem sie den Umschaltpunkt von Einspritzdruck zu Nachdruck individuell regelte. Die Maßhaltigkeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal, um eine reibungslose Montage des Steckers im Anschluss zu sichern.

Der Roboter entnahm das fertige Bauteil und legte es auf einem Drehteller mit sechs Stationen ab. Hier erfolgte eine Kameraprüfung hinsichtlich Überspritzung und Vollständigkeit der Einlegeteile. Danach versah ein Laser den Stecker mit einem QR-Code. Den Abschluss des Zyklus bildete 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 ist, kann der Schaden schnell Hunderttausende Euro verursachen.

Das neue Datensammelsystem easyTrace dient als Verbindung zwischen Automationszelle, Spritzgießmaschine und kundenseitigen Systemen. Die Kommunikation ist in beide Richtungen möglich und erlaubt u.a. die Erfassung von allen Teilnehmern innerhalb der Zelle, die Fertigungsfreigabe durch ein MES-System und die 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.