Kleinstschrauber mit Steuerung

Miniaturisierte Bauelemente sicher verschrauben

Bekannt für wegweisende Werkzeug-Innovationen für die Montage miniaturisierter Bauelemente ist das Unternehmen Deprag Schulz. Es bietet Kleinstschrauber und die dazu passende Steuerungen an.

Höchste Genauigkeit bei extrem kleinen Drehmoment sind die Spezialität von Kleinstschraubern.

Er nennt sich Nanomat und erzielt mit höchster Genauigkeit extrem kleine Drehmomente von 8 Nmm bis 300 Nmm. Die Drehzahlen dieses Kleinstschraubers reichen bis zu 2000 1/min – und das in vier verschiedenen Drehzahlbereichen. Damit gehört er zu den Schraubern mit den kleinsten Drehmomenten am Markt. Deprag-Vertriebsleiter Jürgen Hierold charakterisiert einige Einsatzbeispiele des Kleinstmomentschraubers: „Der Nanomat kann in der Medizintechnik bei der prozesssicheren Montage von Hörgeräten oder Herzschrittmachern eingesetzt werden. Auch in der Uhrenindustrie oder in der Feinwerktechnik zur Herstellung von Messgeräten sind diese Schraubwerkzeuge weit verbreitet.“ Ein weiteres Anwendungsgebiet stelle die optische Industrie dar, in der zur Montage von Brillen, Objektiven, Fotoapparaten, Kameras und Mikroskopen kleinste Verbindungselemente verschraubt werden. Bei der Fertigung elektronischer Produkte und Komponenten wie bei Mobiltelefonen, Taschenrechnern, Spielekonsolen und Computern kommt der Miniaturisierung der Geräte bei der Montage ebenfalls eine große Rolle zu.

Was so einfach klingt, ist im Montageprozess mit vielen Tücken behaftet. Vom Zeitpunkt der Verschraubung an verhalten sich die montierten Elemente wie ein einziges Teil. Aufgabe der Schraube ist es, die Bauteile so stark aneinander zu pressen, dass äußere Kräfte sie nicht verrücken können. Das Erreichen dieser Kraft – Vorspannkraft genannt – legt der Konstrukteur zwar fest, aber sie ist in der Serienmontage nur schwer und aufwändig messbar. Ein großes Problem für die angestrebte 0-Fehler-Montage. Als Ersatzwert dient das Drehmoment, mit dem die Schraube eingedreht wird. Dieser Wert lässt sich aus der gewünschten Vorspannkraft errechnen und ist daher zum Prozess bestimmenden Maß in der Schraubenmontage geworden. Die Wahl des richtigen Schraubwerkzeugs für die richtige Anwendung spielt neben der Schulung des Personals und der Verwendung hochwertiger Materialien die Hauptrolle, um die Prozesssicherheit im Montageverfahren zu gewährleisten. Die außergewöhnliche Verarbeitungsqualität der ergonomischen Nanomat-Schrauber und die Auslegung auf den harten Industrieeinsatz, sichern extrem hohe Standzeiten.

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Ein Höchstmaß an Prozesssicherheit für die industrielle Montage bietet der Nanomat-EC Einbauschrauber, den ein zuverlässiger und wartungsarmer bürstenloser EC-Motor antreibt. Durch seine herausragende Dynamik und hohe Spitzendrehmomente ist er ideal für das Anziehen von Schrauben abgestimmt. Die integrierte Drehmomenterfassung – basierend auf präziser Motorstrommessung und der Auswertung weiterer dynamischer Einflussfaktoren –sowie die Drehwinkelmessung ermöglichen die exakte Steuerung mehrstufiger Schraubprozesse und die Dokumentation der Ergebniswerte.

Der NANOMAT® in verschiedenen Ausführungen

Deprag-Schrauber auf Basis von EC-Technik machen Drehmomentgenauigkeiten von < 2% Standardabweichung möglich, die auch bei Millionen von Schaltungen eingehalten werden. Damit ist ein Maschinenfähigkeitsindex von ≥ 1,67 bei einer Toleranzvorgabe von ±10% bezogen auf 6 Sigma erreichbar. Ein Cmk-Wert von 1,67 bedeutet, dass der Fehleranteil unter 0,6 pro einer Million Verschraubungen liegt.

Zur Ablaufsteuerung für stationäre Verschraubungen mit dem Nanomat-EC Schrauber im Drehmomentbereich von 0,02 Nm - 0,2 Nm empfiehlt der Hersteller die Schraubersteuerung AST6. Das Anzugsverfahren über Reibwerte gewährleistet bei dieser Schraubablaufsteuerung hohe Präzision bei kleinen Drehmomenten. Die Steuerung bietet hohe Bedienfreundlichkeit und ermöglicht exakte und bequeme Überwachung und Kontrolle des Drehwinkels und des Drehmoments.

Die Ablaufsteuerung enthält bereits Standard-Schraubprogramme zum Verschrauben auf Drehmoment und Lösen auf Drehwinkel. Deren Parameter können direkt über Touch Screen an die Schraubaufgabe angepasst werden. Die AST6 ermöglicht die freie Programmierung von Schraubabläufen. Diese können über die vom integrierten Web-Server zur Verfügung gestellte Bedienoberfläche bei Bedarf schnell und komfortabel erstellt und parametriert werden. Das farbige 4,3“ TFT Touch-Display ermöglicht schnellen Zugang zu den 100 Standardprogrammen. Individuelle Anwendungsprofile sind über eine Programmnummer oder einen frei wählbaren Programmnamen auswählbar. Eine zusätzliche Software ist nicht erforderlich, da die Parametrierung und der Abruf der Steuerungsfunktionen ganz bequem über einen gängigen Webbrowser oder über das Touch-Display erfolgen können. Der Controller ist aufgrund seiner geringen Baugröße für stationäre Anwendungen mit begrenztem Platzangebot bestens geeignet.

Die Schraubablaufsteuerung AST6 erweist sich als Alleskönner, die das Speichern, Dokumentieren und Auswerten möglich macht. Die letzten sieben Produktionstage werden aufgezeichnet und gespeichert. Anschließend können die Verschraubungsergebnisse über die Ethernet-Verbindung abgerufen werden. Verfügbare Kommunikationsschnittstellen sind dabei Feldbus und E/A. Zusätzliche Funktionen, wie die graphische Darstellung von Schraubkurven, integrierte SPC-Funktionen und umfangreiche Analysemöglichkeiten stehen optional zur Verfügung. Umfangreiche Softwarepakete zur Schraubfallanalyse, Dokumentation und Prozessdatensammlung runden das Angebot ab. ms

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