Einrichtung eines Mehrachsen-Schraubanzugsystems

Die Implementierung eines Mehrachsen-Schraubanzugsystems ist ein bedeutender Schritt für jede Fertigungslinie, die auf Präzision, Effizienz und Zuverlässigkeit setzt. Diese anspruchsvollen Systeme können mehrere Befestigungspunkte gleichzeitig oder in schneller Folge bearbeiten, was die Taktzeiten drastisch reduziert und menschliche Fehler eliminiert. Die Einrichtung eines solchen Systems erfordert jedoch sorgfältige Planung und Ausführung. Dieser Leitfaden beschreibt die wichtigsten Schritte zur Implementierung einer erfolgreichen Mehrachsen-Anzugslösung.

1. Vorinstallationsplanung und -design

Eine gründliche Planung ist die kritischste Phase des Einrichtungsprozesses. Überstürztes Vorgehen kann zu kostspieligen Verzögerungen und minderwertiger Leistung führen.

• Anwendungsanforderungen definieren: Identifizieren Sie klar die zu montierenden Produkte. Bestimmen Sie die Anzahl der Schrauben, ihre Positionen, Drehmoment- und Winkelvorgaben sowie die erforderliche Reihenfolge für jede Verbindung.
• Das richtige System auswählen: Wählen Sie ein System mit der appropriate Anzahl an Spindeln und der notwendigen Reichweite, um alle Befestigungspunkte Ihres Werkstücks zu erreichen. Berücksichtigen Sie, ob ein simultanes Anziehen (alle Spindeln gleichzeitig) oder ein sequenzieller Ansatz für die Struktur Ihres Produkts und die Genauigkeitsanforderungen besser geeignet ist.
• Werkstückhaltung und Vorrichtungen: Konstruieren Sie eine robuste Vorrichtung, die das Produkt während der starken Kräfte des simultanen Anziehens sicher fixiert. Die Vorrichtung muss Verformungen oder Fehlausrichtungen verhindern, die zu ungenauen Drehmomentmessungen und Produktschäden führen können.
• Integrationsstrategie: Planen Sie, wie das System in Ihre bestehende Produktionslinie integriert wird. Dies umfasst die mechanische Integration (Förderbänder, Hubvorrichtungen), elektrische Anschlüsse (SPS-E/A, Sicherheitsschaltkreise) und Datenkommunikation (MES/ERP-Systeme) für die Rückverfolgbarkeit.

2. Mechanische und elektrische Installation

Mit einem soliden Plan kann die physische Installation beginnen.

• Fundament und Montage: Stellen Sie sicher, dass das System auf einer stabilen, ebenen Fläche montiert ist, die sein Gewicht und die während des Betriebs entstehenden Reaktionskräfte aufnehmen kann.
• Spindelausrichtung: Richten Sie jede Spindel präzise auf das entsprechende Schraubenloch aus. Fehlausrichtung ist eine Hauptursache für Kreuzverschraubungen, die sowohl das Produkt als auch die Schraubendrehereinsätze beschädigen. Verwenden Sie Laserausrichtungswerkzeuge für höchste Genauigkeit.
• Strom- und Luftversorgung: Stellen Sie saubere, stabile elektrische Energie und Druckluft gemäß den Herstellerspezifikationen bereit. Spannungsschwankungen oder verschmutzte Luft können die Leistung und Lebensdauer der Geräte erheblich beeinträchtigen.
• Sicherheitsschaltkreise: Integrieren Sie alle notwendigen Sicherheitskomponenten wie Lichtvorhänge, Bereichsscanner oder Not-Aus-Taster in den Sicherheitsschaltkreis der Maschine. Dies ist nicht verhandelbar für den Operatorschutz.

3. Systemkonfiguration und Programmierung

Hier wird dem System beigebracht, wie es seine Aufgabe ausführen soll.

• Controller-Einrichtung: Programmieren Sie den Controller des Systems mit den Anzugsparametern für jede Spindel: Ziel-Drehmoment, Drehmoment-Fenster, Ziel-Winkel und akzeptable Toleranzen. Für komplexe Verbindungen ist winkelgesteuertes Anziehen oft genauer als reine Drehmomentkontrolle.
• Sequenzprogrammierung: Definieren Sie die Reihenfolge, in der die Spindeln arbeiten, wenn nicht simultan. Dies ist entscheidend, um Bauteilverformungen zu minimieren.
• Datenprotokollierung einrichten: Konfigurieren Sie das System so, dass es Daten von jedem Anzugsvorgang sammelt und speichert. Jeder Datensatz sollte einen Zeitstempel, eine Spindel-ID, das tatsächliche Drehmoment, den Endwinkel und einen Bestanden/Nicht bestanden-Status enthalten. Diese Daten sind für vollständige Rückverfolgbarkeit und Qualitätssicherung unerlässlich.
• E/A-Konfiguration: Ordnen Sie die digitalen Ein- und Ausgänge zu, um nahtlos mit der Linien-SPS zu kommunizieren, z.B. ein Ausgangssignal für "Anziehzyklus abgeschlossen" oder ein Eingang für "Nächsten Zyklus starten".

4. Kalibrierung, Tests und Validierung

Bevor das System in Betrieb geht, muss es rigoros getestet werden.

• Kalibrierung: Stellen Sie sicher, dass alle Drehmomentaufnehmer nach einem rückführbaren Standard kalibriert sind. Die Kalibrierhäufigkeit sollte basierend auf Nutzung und Kritikalität definiert werden.
• Trockentests: Führen Sie das System ohne Produkt, um die Spindelsequenzierung, Bewegung und Kommunikationssignale zu überprüfen.
• Prozessvalidierung: Führen Sie mehrere Zyklen mit Testprodukten durch. Verwenden Sie einen kalibrierten Drehmomentanalysator, um zu überprüfen, ob das System das korrekte Drehmoment und den korrekten Winkel auf jede Verbindung ausübt. Analysieren Sie die Datenprotokolle, um Konsistenz und Wiederholbarkeit sicherzustellen.
• Taktzeitanalyse: Bestätigen Sie, dass das System die erforderliche Taktzeit für Ihre Produktionslinie erreicht.

5. Operatorenschulung und laufende Wartung

Ein gut eingerichtetes System ist nur effektiv, wenn das Team weiß, wie man es verwendet und wartet.

• Umfassende Schulung: Schulen Sie Operatoren im Starten, Stoppen und Überwachen des Systems. Schulen Sie Wartungspersonal in grundlegender Fehlerbehebung, Bit-Wechsel und vorbeugenden Wartungsaufgaben wie Schmierung.
• Plan für vorbeugende Wartung: Erstellen Sie einen strikten Zeitplan für die Überprüfung und Wartung mechanischer Komponenten (Spindellager, Zahnräder) und die Neukalibrierung von Drehmomentsensoren.

Eine erfolgreiche Einrichtung eines Mehrachsen-Schraubanzugsystems hängt von sorgfältiger Planung, präziser Installation und gründlicher Validierung ab. Durch Befolgen dieser Schritte können Sie neue Ebenen von Geschwindigkeit, Qualität und datengesteuerten Einblicken in Ihren Montageprozess erschließen und sicherstellen, dass jedes Produkt jedes Mal perfekt gebaut wird.