Schraubautomaten mit Peripherie

Allen Bedingungen gewachsen

Müssen Bauteile schnell und kostengünstig verbunden werden und soll ein späteres zerstörungsfreies Lösen der Verbindung möglich sein, dann zählt die Schraubtechnik nach wie vor zu den meist genutzten Verfahren. In der Serienmontage kommen dabei vor allem voll- oder halbautomatische Systeme mit automatischer Schraubenzuführung zum Einsatz. Während aber die grundsätzliche Aufgabenstellung immer die gleiche ist, fallen die Rahmenbedingungen für die Schraubautomaten je nach Branche sehr unterschiedlich aus. Der Schraubautomaten-Hersteller WSM-Automation setzt die wechselnden Anforderungen mit kundenspezifischen Systemlösungen um.

Mit einer Schraubeinheit 130 Schrauben pro Minute verarbeiten? Der Schraubenkopf muss jedes Mal auf einer Schraubtiefe von ±0,1 mm stehen? Das Anzugsdrehmoment soll innerhalb einer Grenze von ±0,1 Nm liegen? Ist die zuzuführende Schraube kopf- oder schaftlastig? Ist der Schraubort frei zugänglich? Oder liegt er in einer tiefen Senkung im Werkstück? Solche Fragen - und viele andere mehr - beschreiben die Einsatzbedingungen, denen ein Schraubautomat gewachsen sein muss. Die gute Nachricht: Gleichgültig ob die vollautomatischen und hochdynamischen Systeme des Schraubautomaten-Herstellers WSM-Automation per Roboter oder mit Linear-Achsen am Schraubort positioniert werden - auf der Basis zahlreicher Standardkomponenten lässt sich jeder Schrauber an die kundenspezifischen Anforderungen anpassen.

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Den zahlreichen unterschiedlichen Zielvorgaben begegnet WSM-Automation mit den breit gefächerten Kombinationsmöglichkeiten seines Standardprogramms. Ob das Drehmoment, der Drehwinkel, die Einschraubtiefe oder die aktive Erkennung der Schraubenkopfauflage ist, jedes Ziel kann mit den Schraubsystemen aus Castrop-Rauxel genau und hochdynamisch erreicht werden. Mit nur drei Schrauberbaugrößen samt diversen Hubabstufungen, die einen Drehmomentbereich von 0,01 bis 24 Nm abdecken, und mit Zuführsystemen für Muttern, Stifte und Schrauben bis 16 mm Durchmesser, werden die Verbindungselemente der Kunden mit individuell abgestimmten Komponenten verarbeitet. Dabei sorgt eine einzigartige Vorschubmechanik, die unter Verwendung von Bauteilen aus Titan und Kohlefaser-Verbundwerkstoffen aufgebaut wird für hohe Verfügbarkeit, möglichst geringen Verschleiß und niedrigen Wartungsaufwand. Die Vorschubmechanik stellt zudem sicher, dass die Möglichkeiten der Antriebs-/Steuerungskombination am Schraubort überhaupt umgesetzt werden können.

Mit der selbstentwickelten Schraubersteuerung, die in der Standardausführung mit einer Messrate von 2 kHz ausgeliefert wird (bis 10 kHz wären bei Bedarf möglich), setzt sich Hersteller WSM von den marktüblichen 1 kHz ab. Der Vorteil: Selbst kleinste Drehmomentänderungen während des Schraubverlaufs werden damit blitzschnell erfasst und das Antriebssystem kann direkt darauf reagieren. So sind die Schrauber in der Lage, innerhalb von maximal 10 Winkelgrad auf 1.500 min-1 zu beschleunigen - oder aus gleicher Drehzahl auf Stillstand abzubremsen. In der Praxis liegen die Werte meist noch deutlich darunter und werden nicht nur beim Beschleunigen und Bremsen bei Start und Stop, sondern auch beim Wechseln von einer Schraubstufe in die nächste erreicht. Diese Performance ist laut Hersteller "einzigartig und um das Vielfache dynamischer als marktüblich".

FEHLER ZUVERLÄSSIG VERHINDERN

Die hohe Abtastrate, der dynamische Drehzahlwechsel und eine 16 Bit-Auflösung der Drehmomente aus den Messwertaufnehmern ermöglicht bei den Schraubsystemen von WSM die Nutzung zwar längst bekannter, aber bisher unter Produktionsbedingungen nicht nutzbarer Schraubverfahren. Anders als einfache Steuerungen, die bis zum Erreichen des angegebenen Drehmoments schrauben und dann stoppen, erkennen die hochauflösenden Steuerungen von WSM den charakteristischen Drehmomentanstieg zum Zeitpunkt der Schraubenkopfauflage, bremsen das Eindrehwerkzeug innerhalb weniger Winkelgrade auf minimale Drehzahl ab, nullen gleichzeitig das bis dahin anstehende Drehmoment, um so das ab diesem Punkt eigentlich aufzubringende Anzugsdrehmoment einzustellen. Insbesondere bei den in der Serienmontage weit verbreiteten selbstfurchenden Schraubverbindungen, bei denen schwankende Furchmomente mal mehr, mal weniger Anteil am Endanzugsmoment haben können, kann so auf ein Anzugsdrehmoment angezogen werden, das tatsächlich der gewünschten Vorspannkraft der Schraube entspricht. Auch Fehler bei Störeinflüssen durch Materialschwankungen oder verkantet angesetzte oder fehlerhafte Schrauben lassen sich mit diesem Verfahren zuverlässig verhindern beziehungsweise erkennen.

Im Gegensatz zu anderen Unternehmen im Bereich der Schraubtechnik, konzentriert sich Hersteller WSM-Automation ausschließlich auf das Fachgebiet Schrauben. Mit anderen Worten: Die Schraube muss ins Loch, und zwar so präzise und so schnell wie möglich. Zu diesem Zweck entwickeln und liefern die Castrop-Rauxeler Schraub- und Zuführeinheiten als Komplettsysteme zu marktüblichen Preisen, inklusive integrierter Steuerung für Sensorik und Pneumatik. ms

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