6-Achs-Roboter-Einlegetechnik-Automatisierung für Präzisionszahnräder: Ming-Lis neueste Fallstudie

Bei Ming-Li Precision bedeutet Automatisierung mehr als nur den Transport von Teilen von einer Station zur anderen. Unser neuestes Automatisierungsprojekt zur Herstellung von Präzisionszahnradeinsätzen kombiniert einen sechsachsigen Industrieroboter , ein automatisches Zuführsystem für Einsätze , kundenspezifisch entwickelte Präzisionsvorrichtungen und eine Positionsprüfung, um eine gleichmäßige und wiederholgenaue Platzierung der Einsätze beim Kunststoffspritzguss zu gewährleisten.

Das integrierte System wurde speziell für die Anforderungen einer Präzisionszahnradanwendung entwickelt und demonstriert, wie Roboterhandhabung, Werkzeugbau und Prozesssteuerung zusammenwirken, um manuelle Eingriffe zu reduzieren und die Fertigungskonsistenz zu verbessern. Hinter dem Roboter steht die Erfahrung von Ming-Li seit 1983: hauseigener Präzisionswerkzeugbau und Präzisionsspritzguss mit über 5.000 gefertigten Präzisionsformen, darunter mehr als 1.000 Spritzgussformen.

Projekt im Überblick

Anwendung	Präzisionszahnräder aus Kunststoff mit eingegossenen Einsätzen
Verfahren	Einlege-Spritzguss
Roboter	Sechsachsiger Industrieroboter mit speziell entwickeltem Greifer
Einführen der Nahrung	Automatisches Vibrationszuführsystem
Einrichtung	Maßgefertigte Präzisionsvorrichtungen
Qualitätskontrolle	Automatisierte Positionierungs- und Platzierungsprüfung
Form einsetzen	Präzisions-Einsatzform, die von Ming-Li im eigenen Haus entwickelt und gefertigt wurde.
Qualitätssystem	IATF 16949 zertifiziert

Beobachten Sie den automatisierten Formprozess für Präzisionszahnradeinsätze.

Sehen Sie in unserem neuesten Werksvideo die automatische Zuführung, die robotergestützten Pick-and-Place-Bewegungen, die Ausrichtung der Vorrichtung und die Formbeladungssequenz.

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So funktioniert unser sechsachsiges robotergestütztes Spritzgießsystem

1. Automatischer Einlegevorgang

Ein Vibrationszuführsystem ordnet und befördert die einzelnen Einsätze zur Aufnahmeposition. Die kontrollierte Zuführung schafft einen reproduzierbaren Startpunkt für den robotergestützten Ladevorgang und reduziert den Bedarf an manueller Handhabung der Einsätze.

2. Sechsachsiger Roboter zum Aufnehmen und Umsetzen

Ein sechsachsiger Roboter nutzt einen speziell entwickelten Greifer am Roboterarm, um Einsätze aufzunehmen und zwischen verschiedenen Stationen zu transportieren. Seine mehrachsige Bewegung ermöglicht Flexibilität beim Anfahren von Bauteilen, beim Navigieren im Arbeitsbereich und beim Zugriff auf die Spritzgussform.

3. Präzisionsvorrichtungen und Ausrichtung von Einsätzen

Speziell angefertigte Präzisionsvorrichtungen gewährleisten eine gleichbleibende Ausrichtung und Positionierung der Einsätze. Die Geometrie der Vorrichtung und die Konstruktion des Greifers werden gemeinsam entwickelt, um die Ausrichtung sicherzustellen, bevor der Einsatz in den Formhohlraum gelangt.

4. Präzisionspositionierung und Platzierungsprüfung

Die Positionierungsprüfungen sind in den automatisierten Ablauf integriert, um sicherzustellen, dass die Einsätze korrekt an der jeweiligen Station positioniert sind. Diese Prüfungen tragen dazu bei, das Risiko einer fehlerhaften Platzierung vor Beginn des Formgebungsprozesses zu minimieren. Die Prüfmethode wird entsprechend der Geometrie und den Qualitätsanforderungen des jeweiligen Bauteils ausgewählt.

5. Robotergestütztes Beladen der Form und Einlegen von Spritzgussteilen

Bei geöffneter Form transportiert der Roboter den Einsatz in die vorgesehene Position. Roboterablauf, Werkzeug und Spritzgießanlage sind so aufeinander abgestimmt, dass der Einsatz während des Spritzgießvorgangs fixiert wird. Anschließend wird geschmolzener technischer Kunststoff gemäß der freigegebenen Form- und Teilekonstruktion um den Einsatz geformt.

6. Wiederholbarer automatisierter Produktionszyklus

Nach dem Formgebungsprozess bereiten sich Roboter und Zuführsystem auf den nächsten Zyklus vor. Durch die Kombination von Zuführung, Handhabung, Vorrichtungspositionierung und Formgebung in einem koordinierten Prozess ist das System auf eine wiederholbare Produktion mit reduziertem manuellem Eingriff ausgelegt.

Die Grundlage: Präzisions-Einsatzformen aus eigener Fertigung

Die Genauigkeit der Roboterautomatisierung hängt maßgeblich von der Präzision der verwendeten Form ab. Bei diesem Projekt wurden die Einsatzform, der Spritzgießprozess und die Automatisierungszelle von einem einzigen Team gemeinsam entwickelt, sodass die Positionierung der Einsätze, die Kavitätsgenauigkeit und die Roboterbewegung alle den gleichen Toleranzvorgaben entsprechen.

Seit 1983 Präzisionsformenbau

Mehr als 5.000 Präzisionsformen hergestellt

Mehr als 1.000 Spritzgussformen

±1 μm Ultrapräzisionsbearbeitung

Einsatzformenkonstruktion für robotergestützte Beladung

Unsere Werkzeugkonstrukteure entwickeln Positionierungstaschen, Haltevorrichtungen, Absperrflächen und Greiferfreiraum speziell für die robotergestützte Bestückung. Die präzise Umsetzung dieser Details im Werkzeug ermöglicht es dem Roboter, den Einsatz in jedem Zyklus exakt gleich zu platzieren – ohne Gratbildung, Verschiebung des Einsatzes oder Beschädigungen beim Schließen der Form und beim Einspritzen.

Fertigung von Ultrapräzisionswerkzeugen

Zahnradkavitäten und Einsätze werden im eigenen Haus auf YASDA-Ultrapräzisionsbearbeitungszentren mit einer Genauigkeit von ±1 μm sowie mit GF AgieCharmilles-Erodier- und Drahterodiermaschinen gefertigt. Die vollständige Eigenfertigung der Werkzeuge ermöglicht uns die direkte Kontrolle über die Kavitätengenauigkeit, schnellere Formversuche und zügigere Werkzeuganpassungen.

Verfahrenstechnik für die Zahnradformung

Technische Kunststoffe wie POM, PA66, PPS und PEEK schrumpfen ungleichmäßig über die Zahndicke, den Zahnfuß und die Nabe. Ming-Li wendet DFM-Prüfung, Moldflow-Analyse und Kompensation der Zahnprofilschrumpfung im Werkzeug an, um eine präzise Evolventengeometrie und ein stabiles Zahnflankenspiel zu erzielen. Typische Zahnradtoleranzen liegen bei ±0,01 mm und bis zu ±0,005 mm für Mikrozahnräder.

Zahnradmesstechnik und -validierung

Die geformten Zahnräder werden mittels Doppelflanken-Walzversuchen und Maßprüfungen, unterstützt durch unsere Messtechnik und Computertomographie, validiert. Die Prozessfähigkeit wird im Rahmen unseres Qualitätsmanagementsystems nach IATF 16949 mit einem CPK-Zielwert von ≥ 1,33 für die Serienfertigung überwacht.

Erfahren Sie mehr über unsere Werkzeuge für das Einlege- und Umspritzen sowie über unsere Präzisionszahnradformenentwicklung .

Warum Automatisierung beim Spritzgießen von Präzisionszahnradeinsätzen wichtig ist

Präzisionszahnradkomponenten reagieren empfindlich auf die Position der Einsätze, die Formgeometrie und die Montagegenauigkeit. Schon geringfügige Abweichungen in der Ausrichtung der Einsätze können die Passung oder die Leistung des fertigen Bauteils beeinträchtigen. Daher erfordert das automatisierte Umspritzen von Präzisionszahnrädern mehr als nur einen Roboter: Es bedarf präziser Werkzeuge, einer zuverlässigen Teilezuführung, einer stabilen Fixierung und eines validierten Ladevorgangs.

• Gleichbleibende Einlegeausrichtung: Automatische Zuführung und spezielle Vorrichtungen reduzieren Abweichungen bei der Handhabung.
• Wiederholbare robotergestützte Werkzeugbeladung: Programmierte Sechs-Achs-Bewegung unterstützt präzisen und gleichmäßigen Einsatztransfer.
• Reduzierter manueller Eingriff: Integrierte Automatisierung trägt dazu bei, bedienerabhängige Handhabungsschritte zu minimieren.
• Prozesssicherheit: Die Überprüfung der Positionierung hilft dabei, fehlerhafte Einlegeeinlagen oder deren Platzierung vor dem weiteren Vorgehen zu erkennen.
• Skalierbarer Fertigungsansatz: Kundenspezifische Automatisierung kann auf Basis von Produktionsvolumen, Teilegeometrie und Qualitätsanforderungen entwickelt werden.

Ein Ingenieurteam: Präzisionswerkzeuge, Zahnradformung und kundenspezifische Automatisierung

Ming-Li Precision vereint intern Präzisionsformenbau, Kunststoffspritzguss, Umspritzen und kundenspezifische Automatisierung. Dieser integrierte Ansatz ermöglicht es unseren Teams, Formzugänglichkeit, Umspritzungseinfang, Greiferfreiheit, Vorrichtungstoleranzen und Prüfanforderungen bereits frühzeitig im Projekt zu berücksichtigen.

Wir arbeiten mit Kunden an Anwendungen, bei denen präzise Kunststoffzahnräder , Metalleinsätze und andere technische Bauteile in gleichbleibender Qualität gefertigt werden müssen. Als IATF 16949-zertifizierter Hersteller in Taiwan unterstützt Ming-Li zudem auf die Automobilindustrie ausgerichtete Qualitätssysteme und die strukturierte Prozessentwicklung.

Erfahren Sie mehr über unsere kundenspezifischen Automatisierungslösungen und unsere Präzisionsfertigung von Kunststoffzahnrädern .

Häufig gestellte Fragen

Was ist robotergestütztes Einlegeverfahren?

Beim robotergestützten Einlegeverfahren platziert ein Industrieroboter Metall- oder Kunststoffeinsätze in eine Spritzgussform, bevor der Kunststoff um die Einsätze herum eingespritzt wird. Die Automatisierung dieses Schrittes ersetzt das manuelle Einlegen der Einsätze und ermöglicht eine gleichmäßigere Positionierung der Einsätze von Zyklus zu Zyklus.

Warum ist die Werkzeugkonstruktion beim automatisierten Einlegeverfahren wichtig?

Die Form bestimmt, ob ein Einsatz in jedem Zyklus exakt positioniert, gehalten und umspritzt werden kann. Präzise Einsätzeinsätze, Haltevorrichtungen und eine Absperrvorrichtung verhindern Gratbildung und ein Verrutschen des Einsatzes, während exakte Kavitäten und der Ausgleich von Schwindung die Zahnradgeometrie innerhalb der Toleranz halten. Deshalb entwickelt und fertigt Ming-Li die Einsatzform zusammen mit der Automatisierung im eigenen Haus.

Warum einen Sechs-Achs-Roboter anstelle der manuellen Beladung mit Einsätzen verwenden?

Ein Sechs-Achs-Roboter kann die Form und die Vorrichtungen aus verschiedenen Winkeln anfahren und die programmierte Bewegung in jedem Zyklus wiederholen. Dies trägt dazu bei, bedienerabhängige Abweichungen zu reduzieren, die manuelle Handhabung in der Nähe der Form zu minimieren und eine stabile, wiederholbare Produktion zu gewährleisten.

Welche Teile eignen sich für das automatisierte Umspritzen?

Das automatisierte Einlegeverfahren wird häufig für Präzisionszahnräder aus Kunststoff und andere Bauteile mit eingegossenen Metalleinsätzen, wie z. B. Wellen, Buchsen oder Gewindeeinsätzen, in Betracht gezogen, insbesondere dort, wo die Ausrichtung der Einsätze und die Wiederholgenauigkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Welche Informationen benötigen Sie zur Bewertung eines Automatisierungsprojekts?

Bitte senden Sie uns Ihre 2D-/3D-Zeichnungen, Spezifikationen für die Einlegeteile, Materialanforderungen, das erwartete Jahresvolumen und Ihre Automatisierungsziele. Unser Ingenieurteam wird das Bauteil, die Form und den Prozess gemeinsam prüfen und Ihnen ein geeignetes Vorgehen empfehlen.