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Roboter von Erowa bei Fostag

PiezoantriebeFix im Fokus

PIFOC-Z-Antriebe

In der Halbleiter- und Elektronikfertigung ist der Bedarf an mikroskopischen Prüfverfahren aufgrund des hohen Miniaturisierungsgrades besonders groß. Konventionelle Mikroskopie-Verfahren können hier jedoch – vor allem wenn hohe Auflösung gefordert ist – nicht mit der Geschwindigkeit der heute üblichen Automatisierungstechnik Schritt halten. Dank neuer Hochdurchsatz-Mikroskopiesysteme hat sich das geändert. Piezoaktoren als Antriebe in ihren echtzeitfähigen Autofokus-Systemen spielen dabei eine Schlüsselrolle.

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Roboter im FormenbauHSC-Fräsmaschine und Roboter in perfekter Harmonie

Fostag war auf der Suche nach einem Roboter, den man gut allein lassen kann. Dabei soll er Werkstücke mit den unterschiedlichsten Gewichten und Maßen über einen langen Hub in X-Richtung präzise handhaben können. Erowa sah sich diesen Herausforderungen gewachsen und vergesellschaftete seinen Robot Dynamic XT mit der Simultan-HSC-Fräsmaschine Makino D500. Dass dieser noch nicht ausgelastet ist, kommt Fostag entgegen.

Teleskophub-Arm Roboter

Wer E wie Effizienz von sich verlangt, sagt auch A wie Automatisierung. Wie der Schweizer Formenbauspezialist Fostag, dessen Qualitätskonzept auf maximale Präzision und Effizienz baut. Nicht zuletzt dieses Konzept hat das Unternehmen zu einem führenden Hersteller von Hochleistungs-Spritzgießformen beispielsweise für Sicherheitsspritzen oder Eiscremecontainer werden lassen. Die wichtigsten Kundensegmente sind die Bereiche Medizin/Pharma/Labor, Verschlüsse und Dünnwandverpackungen. Die für den Bau der Formen nötigen Formeinsätze, Formaufbauten wie auch Elektroden stellen die Schweizer komplett im eigenen Haus in Stein am Rhein her.

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UPC-Palettiersystem Erowa
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Dabei steht bereits seit 2000 das Thema automatisierte Fertigung im Fokus. „Wer nicht in Automation investiert, hat ein Problem“, ist sich Thomas Wieland sicher. Der Head of Production ist seit 1999 im Haus. Ende 2013 hat sich sein Maschinenpark um eine Makino D500 erweitert. Mit diesem großen High-Precision-5-Achs-Bearbeitungszentrum werden vor allem HSC-Fräsvorgänge abgewickelt. Ganz im Sinne der Automatisierung wird sie von einem Erowa Robot Dynamic XT bestückt, während die Steuerung vom JMS-pro-Prozessleitsystem – ebenfalls aus dem Hause Erowa – übernommen wird. Diese verknüpft sämtliche Daten miteinander und sorgt für eine reibungslose Kommunikation.

„Erowa ist Teil unserer Automationsbestrebungen“, sagt Wieland, „und für uns war klar, dass Erowa auch für dieses Projekt mit offeriert.“ Besonders anspruchsvoll war diesmal, dass es einerseits Transfergewichte von bis zu 200 Kilogramm zu bewältigen gibt, andererseits jedoch auch filigrane und diffizile Teile gehandhabt werden müssen. Zudem erfordert die räumliche Situation einen Teleskop-Roboterarm, der sich bis zu 1.950 Millimeter ausfahren kann. „Das Erowa-Angebot hat alle Anforderungen erfüllt und bot uns zudem die Möglichkeit einer Erweiterung: Der Roboter muss und wird in naher Zukunft eine zweite oder sogar eine dritte Maschine bedienen; entsprechende Investitionen sind bei uns in Planung“, verrät der Produktionsleiter.

Beim vorliegenden Projekt lag die Messlatte des Pflichtenhefts sehr hoch. Neben den unterschiedlichen Transfergewichten muss das System 6.500 Stunden im Jahr produktiv sein, das heißt über 17 Stunden pro Tag im Einsatz oder Span. Dabei soll es bis zu 70 Prozent der Zeit autonom funktionieren, damit unbemannte Schichten möglich sind. Die unterschiedlichen Größen der Werkstücke erfordern unterschiedliche Spannsysteme: 320 x 320 Millimeter große UPC-Paletten für größere Formeinsätze und Mehrteilebeschickung, ITS-Paletten mit einem Durchmesser von 148 Millimetern für kleinere Formeinsätze und schließlich Integrated-Tooling-Systeme der 50-mm-Größe als Elektrodenhalter. Diese verschiedenen Systemgrößen auf der gleichen Maschine wechselt der Robot Dynamic automatisch. Dabei müssen Maschine und Roboter perfekt aufeinander abgestimmt sein.

„In der Kombination waren dies sehr komplexe Anforderungen“, bestätigt Alois Bättig, Verkaufsleiter Schweiz bei Erowa: „Der sehr lange Teleskophub in der X-Richtung beispielsweise war beim Robot Dynamic einer der ersten dieser Art. Das ist einer der Gründe, warum es sich hier für uns um ein Referenzprojekt handelt.“

Fostag hatte die sehr komplexe Ausrüstung des hochgenauen 5-Achsen-Fräszentrums mit integrierter Roboterzelle spezifisch auf ihre Bedürfnisse ausgelegt. Im Oktober 2013 wurde die HSC-Fräsmaschine vorab ohne Roboterzelle installiert. Im Oktober startete dann der Wettbewerb um die Automatisierung, schon im Dezember bestellten die Verantwortlichen den Roboter bei Erowa, der Ende März 2014 geliefert wurde.

„Während des Aufbaus des Roboters und der Werkstück-Magazine lief die Maschine noch mit manueller Beladung, dann war innerhalb von einer Woche alles startklar. Alles lief von Beginn weg störungsfrei; und das trotz unseres doch straffen Zeitplans“, berichtet Wieland. „Die Wege sind kurz, Informationen und auch Personal sind sofort zur Stelle“, sagt Wieland. „Neben der Qualität der Produkte und der steten Innovationsbereitschaft ist diese Verlässlichkeit einer der ganz großen Vorzüge von Erowa.“ Sicherlich sind dies auch Gründe, warum die beiden Schweizer Firmen auf eine langjährige Partnerschaft blicken können. „Manchmal kommt es mir sogar fast wie eine Ehe vor“, sagt CEO Markus Mühlemann. Die Zusammenarbeit etwa bei den Spann- und Palettiersystemen reiche zurück bis in die 80er Jahre. „Das war Teil eines eigentlichen Innovationsschubs. Zu der Zeit waren wir der erste Multikavitäten-Spritzgießformen-Hersteller für Kunststoffverschlüsse von Glasgetränkeflaschen.“

Ziel: Automation trotz Einzelteilen

Heute, mit einer weiter intensivierten Fokussierung auf Automation, ist Erowa noch wichtiger für Fostag. „Unsere Anforderungen sind extrem hoch. Nicht nur, was die Genauigkeit angeht, sondern auch, weil der Formenbau quasi eine Art Einzelteilfertigung ist, was an die Automation höchste Ansprüche stellt.“ Erowa erfülle diese mit einem extrem hohen Grad an Durchgängigkeit, Wiederholbarkeit und Innovation, betont Markus Mühlemann abschließend. „Aber wir schätzen auch die Kontinuität bei Erowa und die Tatsache, dass das Unternehmen unabhängig geblieben ist.“

Die im Jahr 1955 als allgemeine Werkzeugbaufirma gegründete Fostag Formenbau AG hat seit 1961 ihren Sitz in Stein am Rhein und verfügt heute über eine Produktionsfläche von 3.600 m². Seit einem Management-Buy-in im Jahr 1998 befindet sich das Unternehmen unter der Leitung von Markus und Rolf Mühlemann. Derzeit zählt Fostag etwa 90 Angestellte inklusive Lehrlinge. Rund 95 Prozent des Jahresumsatzes resultieren aus dem Exportgeschäft. cs

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