Helautomatiskt formbyte följt av tillverkning i en operatörsfri miljö

Helautomatiskt formbyte följt av tillverkning i en operatörsfri miljö. Det är med stor sannolikhet så, som produktionscellen för formsprutat gods kommer att se ut i framtiden. Känns det orealistiskt och svårt att ta in? Tekniken finns och demonstrerades på K 2016.

En formsprutningsscell, i enlighet med Industri 4.0, där allt styrs via en huvuddator från förvärmning och formbyte till avsyning, märkning och packning av komponenterna i kartong. Så kommer säkerligen morgondagens större fabriker att vara rustade inom tio år.

Tekniken finns redan tillgänglig och visades på K-mässan i höstas, i realtid. I stort sett alla företag som tillverkar formsprutningsmaskiner och robotar har idag förberett sin utrustning med port för framtida kommunikation via OPC UA. Få kan dock erbjuda en lösning som involverar ett helautomatiserat formbyte med uppvärmning, transport och ställ, i sin produktioncell. Det kan Stäubli Faverges SCA.

Trenden går mot ett större antal produktvarianter och kortare serier. Detta leder till täta formbyten, vilka hos vissa formsprutningsföretag kan ske flera gånger per skift. Improduktiva formbyten och vilotider för dessa dyra kapitalvaror innebär höga kostnader för företaget. Men med 4.0-kompatibel utrustning kan formbytet samordnas och optimeras med produktionscellens övriga utrustning.

Stäubli´s koncept för snabba formbyten (QMC, Quick Mould Change) och byten av munstycken (SMED, Single-Minute Exchange of Die) innebär att formen förses med kopplingsplattor med vilken en operatör kopplar alla media-, kraft- och signalanslutningar. Detta kan även genomföras automatiskt.

Förvärmningen börjar nu vid arbetsstationen. Tack vare stationens port för OPC UA, detekteras formens tillstånd och data kan matas in i den efterföljande processen. Eventuella fel, som ett misslyckande i att nå rätt arbetstemperatur, kan således upptäckas på ett tidigt stadium. Detta möjliggör korrigering av felet innan formen är på plats i maskinen. Onödiga kostnader och dyra stilleståndstider undviks således.

När formen har uppnått den föreskrivna temperaturen är den klar för transport. Detta utförs av en formsetsvagn på räls. Manuella eller induktionsguidade lösningar finns även att tillgå. Via en skyttel lämnar formen den förberedande stationen och förs på plats i formsprutningsmaskinen, samtidigt som skytteln hämtar hem den form som sitter i maskinen.

Redan innan maskinen producerar den sista detaljen innan formbytet, står formsetsvagnen på plats bredvid maskinen, och väntar på den signal som betyder att utbytet ska ske. Nu sker allt väldigt snabbt. I steg ett låser systemets mekanism automatiskt samman de båda formhalvorna. De helautomatiska multikopplingarna kopplas då automatiskt ur alla signaler och media, medan den automatiska ejektorn separerar formen. Innan maskinen öppnas och släpper formen, har det magnetiska fastspänningssystemet automatiskt gett signal om att släppa formen.

En kraftfull, eldriven mekanism hanterar nu utbytet av formar med hög precision. Självklart övervakas processen av sensorer, vilka detekterar positionen av formarna, skytteln och vagnen. Vid ett tillfälle under förfarandet, befinner sig båda formarna ombord på skytteln. Trots denna vikt, slår noggrannheten och precisionen endast på några få tiondelar av en millimeter.

För att säkerställa en maximal processäkerhet samordnas maskinen och formsetsvagnens status, via OPC UA, vid varje steg. Formsetsvagnen arbetar med data från såväl formen som maskinen, så att justeringshöjden blir exakt. Systemets verktygscentreringsenhet säkerställer sedan formens exakta positionering innan formen sedan spänns fast magnetiskt. Allt inom loppet av bara några sekunder.

Övrig utrustning som formsprutningsmaskin, robot och annan kringutrustning kan nu ta över arbetet.

Colly Components AB är distributör för Stäubli i Norden. Pär Ideström, produktchef, på företaget säger så här om framtiden för det produktivitetshöjande formkonceptet.

Även om det är lång bit kvar innan vi kommer att se helautomatiska formbyten så visar vi att det är fullt möjligt med Stäublis produkter. Vi ser idag en tydlig trend att intresset i Sverige ökar för att förbättra effektiviteten och säkerheten vid verktygsbyten. Vi erbjuder formsprutningsföretag att genomföra SMED-analyser av det inre verktygsbytet för att på det sättet identifiera förbättringsområden.

Skrivet av Malin Folkesson, publicerat i Plastforum nr 2 2017