Case Study

Ausgangssituation

Der Kunde ist ein namhafter deutscher Hersteller von Gugelhupf-Backformen. Die Backformen, bestehen aus einem Tiefziehkörper und einem inneren konischen Rohr, die beide durch eine Falzung in einem Umformwerkzeug miteinander verbunden werden und so die Backform bilden.

Die Herstellung wurde bisher in einem teilautomatisierten Prozess realisiert, bei dem kreisförmige Blechplatinen automatisch einer hydraulische Presse zugeführt wurden und mittels Tiefziehwerkzeug den Backformkörper tiefgezogen hat. Mit einem Greifer wurde der Tiefziehkörper aus dem Werkzeug entnommen und einer zweiten hydraulischen Presse mit bestücktem Schnittwerkzeug zugeführt, die an dem geformten Blechkörper den Randbeschnitt vorgenommen hat. Ein weiterer Greifer hat den beschnittenen Tiefziehkörper der zweiten Presse entnommen und mittels Förderstrecke einer dritten hydraulischen Presse zugeführt. Ein Mitarbeiter, an der dritten Presse hat dann das konische Rohr und den Tiefziehkörper von Hand in das Falzwerkzeug eingelegt. Die Presse wurde dann manuell ausgelöst und nach erfolgtem Hub, war das konische Rohr mit dem Tiefziehkörper verbunden und die Backformränder einrolliert. Die fertige Backform konnte dann manuell von dem Mitarbeiter entnommen werden.

Das Problem

Der gesamte Prozess von der Beschickung der ersten Presse, bis zur Entnahme durch den Mitarbeiter an der dritten Presse, hatte eine Zykluszeit von 16 Sekunden. Das gerollte und gefalzte konische Rohr musste von Hand genau positioniert in das Falzwerkzeug eingelegt werden, da die wulstige Falz sich ansonsten während des Verbindungsvorgangs von Tiefziehkörper und konischem Rohr, im Werkzeug festsetzte. Kam es zu solch einer gravierenden Störung, musste das komplette Werkzeug aus der Presse ausgebaut werden und von dem festgesetzten Bauteil befreit werden. Diese Störung dauerte ca. 45 Minuten, bis die Produktionslinie wieder lief und produzieren konnte.

Aufgrund von steigenden Stückzahlen und dem daraus erfolgten Lieferdruck, entschloss sich der Kunde eine vollautomatische Pressenlinie ohne händischen Eingriff zu realisieren.

Die Lösung

Die Vorgabe des Kunden war eine Zykluszeit von 7 Sekunden und das vollautomatische Fügen von Tiefziehkörper und konischem Rohr über insgesamt 8 verschiedene Backformvarianten.

Die B+R GmbH hat das Konzept wie folgt gelöst:

Aufbau von drei neuen hydraulischen Pressen in einer Linie unterschiedlicher Presskraft. Die gestapelten Blechplatinen werden mit einem Vakuumsaugsystem aus dem Platinenmagazin entnommen und der ersten Presse für die Tiefziehoperation zugeführt. Nach erfolgtem Hub der Presse, entnimmt ein pneumatisches Linearachssystem mit Vakuumsauger den tiefgezogenen Formenkörper aus dem Werkzeug der ersten Presse und führt ihn dem Werkzeug der zweiten Presse zu. In der zweiten Presse erfolgt der Beschnitt des Tiefziehkörpers. Dort entnimmt dann nach erfolgtem Hub ein 3D-gedruckter Spezialvakuumgreifer den beschnittenen Tiefziehkörper und legt diesen in einer Zentrierstation ab. Ein von der B+R GmbH speziell entwickeltes Greifsystem entnimmt den zentrierten Tiefziehkörper stellt diesen um ca. 10° schräg in Position. Das vorgeformte und gefalzte konische Rohr wird mittels 6-Achsroboter mit Greifsystem aus einem Magazinstapel das sich in einem Bypass befindet, entnommen. Da die Lage der Falz am konischen Rohr, bedingt aus dem Vorprozess, willkürlich ist, wird das gegriffene konische Rohr an einem berührungslosen Sensor vorbei gedreht und die exakte Lage der Falzung am Rohr steuerungstechnisch festgestellt. Mit dieser Information wird das konische Rohr in der Fügestation in einen Becher eingelegt und mit dem Tiefziehkörper zusammengefügt. Ein Stufengreifer entnimmt die beiden gefügten Bauteile und legt diese mittels pneumatischer Linearachse in das Falzwerkzeug der dritten Presse ein. Nach erfolgtem Hub der Presse wird die fertige Gugelhupf-Backform dem Werkzeug mittels weiterem Greifsystem entnommen, einer Förderstrecke zugeführt und aus der vollautomatischen Pressenlinie ausgeschleust.

Das Ergebnis

Nach Fertigstellung der vollautomatischen Pressenlinie konnten Gugelhupf-Backformen im 7-Sekunden-Takt ohne Störungen in hoher Stückzahl vom Kunden produziert werden.

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