Hohe Sicherheitsanforderungen erfordern höchste Prozesssicherheit

Fehler in der Montage fürchtet jeder Produzent. Kommt es gar zu Rückrufaktionen wegen fehlerhafter Schraubverbindungen, ist der wirtschaftliche Schaden groß. Die Wahl des optimalen Schraubwerkzeuges spielt neben der Schulung des Personals, der Verwendung hochwertiger Materialien und der Festlegung der Prozessparameter eine entscheidende Rolle, um die Prozesssicherheit im Montageverfahren zu gewährleisten. Gesetzliche Vorgaben und interne Richtlinien, die einzuhalten sind, machen die Suche nach dem richtigen Schraubwerkzeug nicht einfach.

In der Sparte Schraubtechnik hat sich die DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. sowohl für den handgeführten als auch für den stationären Einsatz einen Namen gemacht. Jürgen Hierold, Vertriebsleiter bei DEPRAG: „Wir unterstützen unsere Kunden bei der Auswahl geeigneter Schraubsysteme und -werkzeuge und schützen diese so vor Produktrückrufen, die auf Grund fehlerhafter Schraubverbindungen verursacht werden können“.

Ein Lösungsansatz, die hohen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, liegt in der Auswahl der geeigneten Schraubtechnik. Intelligente Schraubsysteme auf Basis der EC-Servo Technik ermöglichen die Aufzeichnung, Auswertung und Dokumentation einzelner Montageschritte. Der MINIMAT®-EC-Servo Schrauber mit hochdynamischer Antriebstechnik ermöglicht in Verbindung mit der Schraubsteuerung AST die freie Programmierung des Schraubanzugs und bietet maximale Flexibilität und Prozesssicherheit. Das Komplettsystem besteht aus EC-Servo Schrauber, der Ablaufsteuerung und einem Kabelsatz.

Das flexible System kommt bei Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen zum Einsatz, bei denen die direkte Messung von Steuer- und Regelgrößen vorgeschrieben ist. „In der Automobilindustrie ist unsere EC-Servo Schraubtechnik der ideale Partner für Anforderungen der Risikoklasse A: Gefahr für Leib und Leben“, so Hierold. Diese kommt immer dann zum Tragen, wenn das Versagen der Schraubverbindung indirekte Gefahr für Leib und Leben bedeuten kann.

DEPRAG Schrauber auf Basis der EC-Servo Technik ermöglichen Drehmomentgenauigkeiten von <1% Standardabweichung, die über Millionen von Schaltungen eingehalten werden. Damit ist ein Maschinenfähigkeitsindex von ≥1,67 bei einer Toleranzvorgabe von ±5% bezogen auf 6 Sigma erreichbar. Ein Cmk-Wert von 1,67 bedeutet, dass der Fehleranteil unter 0,6 pro einer Million Verschraubungen liegt.

Die Verwendung bürstenloser EC-Motoren ist Voraussetzung für den wartungsfreien Betrieb ohne Verschleißteile. Sie sorgen für herausragende Dynamik und hohe Spitzendrehmomente bei geringstem Platzbedarf – ideal abgestimmt für das Anziehen von Schrauben. Die Sensorik für die Drehmoment- und Drehwinkelmessung ist direkt im Schrauber integriert. Sie ermöglicht eine exakte Steuerung des Schraubenanzugs und garantiert neben höchster Genauigkeit die zuverlässige Dokumentation wichtiger Prozessparameter.

MINIMAT®-EC-Servo Schrauber sind sowohl für den werkergeführten als auch für den stationären Einsatz verfügbar. Die MINIMAT®-EC-Servo Schrauber erzielen hochgenau Drehmomente von 0,01 bis 500 Nm.

Zum Betrieb des MINIMAT®-EC-Servo Schraubers gehört eine Ablaufsteuerung AST mit integrierter Leistungselektronik. In der Ablaufsteuerung sind die üblichen Schraubverfahren als fertige Grundprogramme hinterlegt. Zu den verfügbaren Schraubverfahren gehören unter anderem das Verschrauben/Lösen auf Drehmoment, Drehwinkel oder ein externes Stoppsignal.

Innerhalb des Leistungsbereichs des jeweiligen Schraubers lassen sich Drehmomente, Drehwinkel, Drehzahlen, Wartezeiten und Drehrichtung individuell an die Verschraubungsaufgabe anpassen. Die Parameter können per Webbrowser oder Touch Screen an die Schraubaufgabe angepasst werden. Durch Kombination verschiedener Schraubverfahren mit flexiblen Anzugsparametern können mehrstufige Abläufe schnell und komfortabel zusammengestellt und somit in einem Montageakt realisiert werden. Auf diese Weise können bis zu 120 Schraubprogramme programmiert werden. Die Ablaufsteuerung AST zeichnet die Verschraubungsergebnisse der letzten sieben Produktionstage auf.

Zum Betrieb des Handschraubers wird die Ablaufsteuerung AST5-S benötigt. Aufgrund der geringen Baugröße ist die Steuerung besonders für Handarbeitsplätze mit begrenztem Platzangebot geeignet. Der Einbauschrauber wird zusammen mit der Ablaufsteuerung AST40 eingesetzt. Wird kein Touch Display benötigt, weil z. B. die Steuerung in einen Schaltschrank eingebaut wird, kommt die ASTi40 zum Einsatz. Das dafür notwendige Softwaremodul lässt sich einfach in die übergeordnete Anlagensteuerung integrieren.

Die Inbetriebnahme des Systems erfolgt in wenigen Schritten. Alle dafür benötigten Funktionen werden in der Weboberfläche und dem Touch Display zur Verfügung gestellt, so dass keine weitere Software installiert werden muss. Umfassende Software-Zusatzmodule ermöglichen die Datenerfassung und grafische Darstellung für statistische Auswertungen und Schraubfallanalysen.

Variierende Eindrehmomente, z. B. bei Direktverschraubungen in Kunststoff oder Metall, resultieren in schwankenden Vorspannkräften. Als neues Schraubverfahren für EC-Servo Schrauber in Verbindung mit der Ablaufsteuerung AST40 wurde das Anzugsverfahren DEPRAG Clamp Force Control (CFC) entwickelt. Auf Basis der Kopfauflageerkennung erfolgt der Endanzug auf Differenzmoment oder Drehwinkel. Dies führt zu einer deutlich besseren Konstanz der Vorspannkraft im Vergleich zu einem rein drehmomentgesteuerten Anzugsverfahren.