Schwaig, červenec 2024 - Renomovaný švýcarský výrobce ručních nástrojů - společnost PB Swiss Tools AG - nedávno ve svém výrobním závodě ve Švýcarsku instaloval jedno z nejinovativnějších řešení vstřikování. Plně automatizovaný systém, navržený pro zvýšení produktivity a maximalizaci přesnosti výroby, potvrzuje odborné znalosti společnosti Sumitomo (SHI) Demag v oblasti konstrukce vysoce komplexních, vícesložkových vstřikovacích buněk.
Tato buňka je plně výsledkem spolupráce a zahrnuje efektivní, energeticky úsporný vstřikovací stroj IntElect o kapacitě 350 tun. Je vybaven nejnovější technologií vícekomponentního vstřikování společnosti a může vstřikovat tři různé materiály, včetně materiálu MuCell pro vnitřní část rukojeti nástroje. Po čtyřstupňovém procesu buňka využívá šestiosého robota ABB spojeného s pohonem indexové desky k plynulému otáčení, prezentování a vyjímání součásti po dokončení každé fáze přetlačování. Přejímka zařízení ve Schwaigu proběhla na konci května 2024, v červenci následovala dodávka do Švýcarska. Uvedení do provozu je naplánováno na konec srpna.
Včasné přijetí technologie
Společnost PB Swiss Tools je ve Švýcarsku považována za "majákového zákazníka", uvádí Urs Kocher, projektový manažer společnosti MAPAG Maschinen AG, Bern, která ve Švýcarsku zastupuje společnost Sumitomo (SHI) Demag. "Jsme nesmírně hrdí na to, že jsme podpořili tak prestižního zákazníka. Bylo to možné jen díky tvrdé práci a usilovnému úsilí všech zúčastněných stran - od plánování projektu až po jeho realizaci a dodání zákazníkovi. Společnost Sumitomo (SHI) Demag mohla poskytnout své odborné znalosti jako významný lídr v oblasti plně elektrických vstřikovacích strojů, vícekomponentní technologie, speciálních aplikací a automatizace," dodává Kocher.
Výrobní linka je ztělesněním flexibility. Kromě výroby nových, ergonomicky tvarovaných rukojetí pro nové výrobky je linka schopna vyrábět také nejrůznější velikosti rukojetí ze stávajícího portfolia výrobků PB Swiss Tools. U většiny výrobků je vnitřní část rukojeti tvarována pomocí technologie pěny MuCell, která snižuje hmotnost a zvyšuje rozměrovou stabilitu. Jádro rukojeti je pak pro zvýšení stability a pevnosti přetlačeno tuhým materiálem. Proces je zakončen nanesením výlisku z TPE, který uživatelům poskytuje měkčí a ergonomičtější úchop. Pomocí rozpoznávání úchopů se v každé fázi procesu přetlačování vybírají správné pokyny pro datové údaje nástroje a hmotnost výstřiků materiálu. Už jenom toto bylo složitou výzvou, kterou bylo třeba zvládnout vzhledem k nastavení lisovacího nástroje a různorodosti použitých polymerů.
Srdcem plně uzavřené výrobní buňky je stroj IntElect 350/830-1100H-450L-450Y. Velký prostor formy v kombinaci s velkou vůlí vazačů zajišťuje maximální přesnost s paralelními dynamickými pohyby a optimalizuje pracovní prostor. "V zásadě se jedná o čtyři vstřikovací a přetlačovací stanice," vysvětluje Klaus Rahnhöfer, Senior Business Development Engineer Automation & Robotics ve společnosti Sumitomo (SHI) Demag. Pan Rahnhöfer je osvědčeným odborníkem na vícesložkové technologie s bohatými zkušenostmi v oblasti nástrojového a strojního inženýrství a navíc s integrovanými automatizačními řešeními. Jak Kocher, tak Rahnhöfer projekt navrhli a realizovali od začátku do konce.
Vícestupňový proces
Na stanici jedna na provozní straně výrobní buňky se vyrábí středové jádro nástrojové rukojeti technikou vypěňování MuCell. Když se nástroj otevře, vyhazovač se posune dopředu, zvedne desku a otočí ji o 90 stupňů proti směru hodinových ručiček. Vyhazovač se vrátí zpět a nástroj se zavře. "Díly se vkládají do další stanice zasunutím vyměňovací desky," vysvětluje Rahnhöfer.
Druhá stanice je vstřikovací jednotka L. Ta je umístěna ve spodní části nástroje. Zde jsou vnitřní jádra rukojetí přetlačena tvrdším materiálem, aby se zvýšila stabilita a pevnost. Po otevření vyhazovač postoupí a zvedne desku, otočí ji o dalších 90 stupňů proti směru hodinových ručiček, vrátí se zpět a nástroj opět zavře.
Třetí stanice je vstřikovací jednotka Y. Zde je na rukojeť výrobku nanesena měkká součást z TPE pro vysoké utahovací momenty. Nakonec se na čtvrté stanici každý díl odizoluje pomocí hydraulického vytahování jádra a škrabky. Tato fáze se nachází v horní části formovacího nástroje, kde nejsou žádné tvarové vložky. Díky tomu zůstává forma uzavřená, takže tři vstřikovací procesy mohou probíhat bez přerušení. "Úchyty jsou namontovány na obou stranách svých hřbetů, takže je robot může oddělit a vyjmout," upřesňuje Rahnhöfer.
Unikátní konstrukce pro zkrácení doby cyklu
V důsledku efektivní konstrukce, kdy k odebírání výrobků dochází současně s procesy přetlačování, se celková doba cyklu zkracuje přibližně o pět sekund. "To je docela působivé," poznamenává Rahnhöfer.
S odkazem na další zvláštnosti projektu Rahnhöfer upozorňuje na individuální umístění jednotlivých vstřikovacích fází a upřesňuje: "Abychom zjednodušili výměnu šroubů, rozhodli jsme se záměrně uspořádat všechny tři vstřikovací jednotky horizontálně, druhou (L) pod úhlem 90 stupňů a třetí (Y) pod úhlem 40 stupňů."
Při řešení dalšího potenciálního problému - výšky stropu ve výrobní hale 3,3 metru - byl vybrán šestiosý robot ABB od společnosti S.A.R.. To umožnilo konstrukčnímu týmu umístit robota na vyšší základnu, což mu umožnilo dosáhnout přes tyče vstřikovacího stroje, odebrat výrobek shora a umístit hotové díly na dopravní pás, potvrzuje Rahnhöfer. "Zároveň jsme zohlednili stávající portfolio výrobků společnosti a zajistili, aby systém a robot byly kompatibilní pro manipulaci a přetlačování všech řad," dodává specialista na automatizaci.
Dodržování přesnosti
Společnost PB Swiss Tools sama vyrábí uchopovače pro rukojeti nástrojů a přizpůsobuje je jejich různým velikostem SKU. "Každá nová velikost úchopů vyžaduje tři páry nových destiček. Výrobce nástrojů zde odvedl vynikající práci," tvrdí Klaus Rahnhöfer a zdůrazňuje, že v kombinaci s přesností lisování na plně elektrických strojích to pomáhá snižovat plýtvání materiálem. "Vzhledem k tomu, že projekt zahrnuje mnoho variant výrobků, je zapotřebí četné výměny destiček a chapadel. Vysoká přesnost je zásadní pro udržení co nejnižšího zmetku při náběhu," shrnuje.
Řada IntElect je proslulá vysokou přesností a efektivitou. Velkou zásluhu na tom mají servomotory, které jsou navrženy a vyrobeny přímo ve společnosti Sumitomo (SHI) Demag. Dávkování je plně elektrické, což zajišťuje nejvyšší stupeň přesnosti. Konstrukce stroje je rovněž vybavena unikátním automatickým vytahováním vázacích tyčí na straně obsluhy. "Tahače tie-bar se běžně používají pouze u hydraulických strojů, my jsme je však přizpůsobili našim plně elektrickým strojům," uvádí Rahnhöfer. Kromě toho byl do řídicího systému integrován servomotor indexového pohonu.
"Důležitým faktorem byla přesnost plně elektrického vstřikovacího stroje," potvrzuje Mathias Gerber, vedoucí plastikářského inženýrství ve společnosti PB Swiss Tools. Rozhodujícími faktory pro volbu společnosti Sumitomo (SHI) Demag však byly dobré služby a inovativní technologie, které splňovaly všechny požadavky společnosti. "Oslovili jsme několik výrobců strojů, ale řešení od společnosti Schwaig bylo zdaleka nejlepší," potvrzuje, "díky odebírání ze čtvrté pozice v uzavřeném nástroji ušetříme čas cyklu, což nám v konečném důsledku přinese rychlejší návratnost investic. Použití indexového pohonu namísto robotů bylo také přesvědčivou výhodou, která přesvědčila naše vedení, aby tuto investici podpořilo," rozšiřuje Gerber.
Nadšení pro tento projekt se ozývalo v celém závodě. Urs Wespi, vedoucí výroby v závodě na vstřikování plastů PB Swiss Tools, uvádí: "Desetileté zkušenosti s prací s technologií instalovanou společností Sumitomo (SHI) Demag a agenturou MAPAG mě naplňují důvěrou. Stroje nejsou náchylné k poruchám. Přesto, když potřebujete podporu, je servis ze strany týmu vždy vynikající. Pokud se nějakou chybu nepodaří vyřešit pomocí telefonické podpory, přijede servisní technik do 24 hodin. Málokterý výrobce strojů reaguje takto pohotově."
V souladu s tímto nekompromisním závazkem ke kvalitě švýcarský výrobce nástrojů tvrdí, že není náhodou, že "spolupracuje s těmi nejlepšími". Stejně jako společnost Sumitomo (SHI) Demag je tento neustálý vývoj, který má splnit nejvyšší požadavky jejich uživatelů, tím, co je pohání. Společnost PB Swiss Tools ročně vyrobí přibližně 13 milionů kusů profesionálního ručního nářadí a zdravotnických pomůcek, které jsou vyvinuty a vyrobeny ve Švýcarsku. Na mnoho z jejich 3 000 ergonomicky navržených výrobků se vztahuje doživotní záruka.