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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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DruckluftwerkzeugWarum Druckluftschrauber dumm sind

Druckluftschrauber schalten bei Erreichen des eingestellten Sollmoments selbsttätig ab. Denn sie wüssten im entscheidenden Moment nicht, was läuft. Der Schrauber schaltet dann zwar ab, weiß aber nicht, wie schnell sein Motor in diesem Moment noch dreht – und kann ihn auch nicht herunterregeln. Also schießt ein mehr oder weniger großer Teil der dynamischen Restenergie des Motors noch in den Schraubverband über, obwohl das voreingestellte Sollmoment längst erreicht war. Wie viel vom Restmoment im Abschaltpunkt überschießt, hängt davon ab, wie lange die Kupplung braucht, um den Kraftschluss zwischen Abtrieb und Motor zu trennen. Je schneller die Kupplung, umso genauer der Schrauber. Doch wird die Drehmomentwiederholgenauigkeit bestenfalls ± zehn Prozent erreichen. Eine höhere Anziehgenauigkeit ist nicht drin.

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Techno-SCOPE: Warum Druckluftschrauber dumm sind

Die Unbeeinflussbarkeit der Schrauberdrehzahl im Abschaltpunkt ist der Grund, weshalb man nicht (mehr) von gesteuerten Druckluft-, wohl aber heute sehr viel von gesteuerten Elektroschraubern spricht. Wobei es eigentlich heißen müsste: elektronisch gesteuert und drehzahlgeregelt. Denn Elektroschrauber sind nicht nur (nach Drehmoment und Drehwinkel) steuerbar, sie sind vor allem drehzahlregelbar. Dadurch können sie die Motordrehzahl knapp vor Erreichen des Abschaltpunkts drastisch senken. Damit ist das Überschießmoment einigermaßen im Griff. Gesteuerte Elektroschrauber erreichen daher ohne weiteres Drehmomentwiederholgenauigkeiten von ± sieben, je nach Bauart aber auch ± fünf Prozent und als Einbauspindeln für Schraubautomaten sogar ± zwei Prozent. Aber auch das hilft nicht wesentlich weiter. Denn letztlich ist die Drehmomentgenauigkeit eines Schraubers nur von marginaler Bedeutung. Schließlich gehen nur zehn Prozent des aufgebrachten Drehmoments in die Klemmkraft ein. Und die streut beim nur drehmomentgesteuerten Anziehen ohnehin bis zu ± 40 Prozent (VDI 2230).

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Digital kontrollierte ­Impulsschrauber

Der Automobilindustrie reicht darum in aller Regel, wenn ein Schraubwerkzeug eine Drehmomentwiederholgenauigkeit von ± zehn Prozent bringt. Denn die montageerfahrenen Autobauer wissen zu genau, worauf es wirklich ankommt, nämlich auf die Maschinenfähigkeit und Prozesssicherheit. Insofern ist es eine tröstliche Nachricht für die „dummen Druckluftschrauber”, dass nun auch für sie das digitale Zeitalter begonnen hat. Atlas Copco Tools hat digital kontrollierte Impulsschrauber im Programm. Bei ihnen werden Drehmoment und Drehwinkel permanent überwacht. Das macht sie zwar nicht drehmomentgenauer und kann auch ihre Dreh- sprich Impulszahl nicht regeln, aber es befähigt Druckluftschrauber erstmals zu einer Prozesssicherheit der Stufe 3. Das ist nach Atlas Copco-Nomenklatur die höchste Stufe für alle nicht dokumentationspflichtigen, sprich nicht sicherheitskritischen Schraubverbindungen. Die digitale Überwachung erkennt immerhin fehlende Unterlegscheiben oder schadhafte Gewinde und verhindert, dass eine der anzuziehenden Schrauben eines Montageganges vergessen wird.Stefan Graf graf@hopp.de

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