Sonnenbrille verschafft den klaren Durchblick

Wer den Durchblick in der innovativen Anlagentechnik für Miniaturmontagen sucht, sollte ein Auge riskieren: Am Messestand der DEPRAG bei der MOTEK 2011 im Oktober richtet sich der Fokus komplett auf moderne Kleinstmontagen, hier fällt der Überblick über neuartige Produkte leicht. Eine trendige Sonnenbrille wird live vor den Augen des Messepublikums verschraubt. Mit einem Blick gewinnt der Messebesucher eine fundierte Übersicht über prozesssichere Verschraubung von Verbindungselementen, die mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar sind. Schrauber, Ablaufsteuerung, Schraubenzuführung, Positionskontrollstativ, Messelektronik und das Steuerungskonzept DCOS - bei dieser halbautomatischen Montageanlage ist alles auf die Miniaturisierung in der Produktion ausgerichtet. Ob Hörgerät, Herzschrittmacher, Navigationsgerät, Handy oder eine modische Sonnenbrille montieren - die Miniaturmontage lässt sich nur mit großer Umsicht wirklich prozesssicher gestalten. Klitzekleine Verbindungselemente machen eben riesengroße Probleme: da erweist sich als scharfsichtig, wer mit Weitblick seine Anlage für Kleinstteile projektiert.

DEPRAG Vertriebsleiter Jürgen Hierold verspricht: "Nach einem Blick auf die Sonnenbrillenmontage auf unserem Messestand sieht jeder klarer. Hier gibt es den Überblick über alle Facetten der Kleinstmontage. Und eine frisch montierte Sonnenbrille zum besseren Sehen gratis dazu." Die DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. aus dem oberpfälzischen Amberg ist als One-Stop-Shop für ausgefeilte Konzepte in der Automation bekannt. Die Miniaturisierung in der Industrie ist für alle Anlagenbauer eine große Herausforderung. DEPRAG hat sich immer wieder mit Innovation und Weiterentwicklung bestehender Produktlinien einen Namen gemacht. Auf der MOTEK 2011, die vom 10. bis 13. Oktober auf der neuen Messe in Stuttgart ein breites Fachpublikum in ihren Bann zieht, demonstriert sie ihre hohe Kompetenz bei der industriellen Montage von Kleinstteilen. Mit dem Aufbau einer halbautomatischen Schraubanlage für Sonnenbrillen an ihrem Messestand schärft sie den Blick für Prozesssicherheit und Qualitätsmanagement.

Zunächst steht die Schraubaufgabe im Blickpunkt: Die Bügel werden mit kleinen Schräubchen am Brillengestell fixiert. Dazu kommt ein MICROMAT® EC-Schrauber aus der tausendfach bewährten DEPRAG Schrauberfamilie zum Einsatz. Dieser kugelschreiberkleine, flexible Schrauber für höchste Industrieansprüche ermöglicht die freie Programmierung des Schraubenanzugs: Drehmomente, Drehwinkel, Drehzahlen, Wartezeiten und Drehrichtung lassen sich innerhalb seines Leistungsbereichs individuell an die Verschraubaufgabe anpassen. Die stationären EC-Schrauber der DEPRAG zeichnen sich durch ihre hohe Drehmomentgenauigkeit aus und weisen umfangreiche Überwachungsfunktionen für eine optimale Prozesssicherheit auf. Der MICROMAT®-EC Schrauber ist mit einem bürstenlosen, äußerst wartungsarmen EC-Motor ausgestattet, der eine hohe Standzeit garantiert. Die hochgenaue Drehmomentauswertung über Stromaufnahme, sowie die exakte Drehwinkelerfassung, ermöglichen eine präzise Steuerung des Schraubenanzugs und die Dokumentation wichtiger Prozessparameter.

Zum Betrieb dieses EC-Schraubers gehört die neue DEPRAG Schraubersteuerung AST5, die auf der Messe einem breiten Fachpublikum vorgestellt wird. Sie ist die ideale Ablaufsteuerung für manuelle Verschraubungen mit den DEPRAG EC-Schraubern der Serien NANOMAT®-EC (neu) und MICROMAT®-EC im Drehmomentbereich von 3 bis 80 Ncm.

Schon auf den ersten Blick fällt auf, wie klein und handlich die neue AST5 für Kleinstmontagen gestaltet ist. Sie findet an jedem Handarbeitsplatz Raum, auch bei engsten Platzverhältnissen. Im typischen übersichtlichen DEPRAG Design gehalten, wird sie über einen bedienerfreundlichen Touch Screen betätigt. In der Ablaufsteuerung sind Standard-Schraubprogramme zum Verschrauben auf Drehmoment und Lösen auf Drehwinkel bereits enthalten. Deren Parameter können direkt über Touch Screen an die Schraubaufgabe angepasst werden. Die AST5 ermöglicht die freie Programmierung von manuellen Schraubabläufen beim handgeführten Schraubwerkzeug. Anwenderspezifische Schraubprogramme lassen sich unter Verwendung der hinterlegten Grundprogramme schnell und komfortabel zusammenstellen. 100 Nutzerprogramme sind in der AST5 programmierbar und über das farbige TFT Display unkompliziert abrufbar. Individuelle Anwendungsprofile wählt der Nutzer entweder über eine Programmnummer oder mit Hilfe eines frei benennbaren Programmnamens aus. Die Parametrierung und auch der Abruf der Steuerungsfunktionen sind sowohl über einen gängigen Webbrowser als auch direkt über Display möglich. Eine zusätzliche Software ist nicht erforderlich.

Die neue AST5 zeichnet die Verschraubungsergebnisse der letzten sieben Produktionstage auf und speichert sie, bis sie über Ethernet-Verbindung abgerufen wurden. Zusätzliche Pluspunkte sind eine ausgezeichnete graphische Darstellung der Schraubkurven, integrierte SPC-Funktionen sowie umfangreiche Analysemöglichkeiten. So sind die erfolgreiche Rückverfolgbarkeit der Produktion und ein optimales Qualitätsmanagement gewährleistet.

Die AST5 bietet noch dazu die Kombinationsmöglichkeit mit einem automatischen Schraubenzuführgerät, wie auf dem MOTEK-Messestand eindrucksvoll demonstriert wird. Schräubchen, klein wie ein Reiskorn, prozesssicher zu verschrauben ist das eine, die Miniaturverbindungsteile in Reih und Glied zu vereinzeln und punktgenau dem Schrauber zur Verfügung zu stellen, das andere. So tritt eine weitere DEPRAG Neuheit ins Blickfeld des Messebesuchers: das Zuführgerät für Kleinstmontagen mit einem Füllvolumen des Fördertopfes von lediglich 0,05 Litern! Die Schraubenvereinzelung geschieht nach dem Prinzip des Vibrationswendelförderers. Im, mit kleinsten Schräubchen gefüllten, Fördertopf wird eine Schwingung erzeugt. Dadurch "wandern" die Schräubchen durch die Vereinzelung bis sie schließlich punktgenau am Schrauber bereit stehen.

Die Miniaturisierung der Verbindungselemente stellt die Zuführtechnik vor schwierige Aufgaben. Wenn das Fördergut sehr klein ist, enthält der Rütteltopf viele Einzelteile, die ihn mit großer Masse belasten. Eine verhältnismäßig große Schwingungsamplitude muss erzeugt werden, um ihn in Bewegung zu versetzen. Die einzelnen Schräubchen dagegen sind sehr klein und leichtgewichtig, sie hüpfen bei starker Schwingung im Fördertopf hin und her und lassen sich nur schwer vereinzeln. Das neue DEPRAG Zuführgerät für Kleinstteile begegnet dieser Problematik mit Piezo-Technik. Der nur 0,05 Liter fassende Fördertopf wird mit einem hochfrequenten Piezo-Antrieb in feinste Schwingungen versetzt. Diese sanften Schwingbewegungen transportieren auch stecknadelkopfkleines Fördergut kontrolliert zur Vereinzelung. Die Frequenz von 60 bis 400 Hz lässt sich dabei genau regulieren. Vertriebsleiter Jürgen Hierold: "Kein Schräubchen tanzt mehr aus der Reihe".

Fest im Blick hat der Schraub- und Automatisierungsexperte DEPRAG stets die Prozesssicherheit seiner Anlagen. Auch die Verschraubung von Sonnenbrillen auf dem Messestand bei der MOTEK berücksichtigt diesen Punkt: So ist der Arbeitsplatz des Werkers mit einem Positionskontrollstativ (PKS) ausgestattet. Das Stativ bewirkt die gleich bleibend senkrechte Führung des Schraubgeräts, gerade bei Miniaturschrauben unverzichtbar. Das Stativ nimmt auch die Drehmomentreaktion des Schraubers auf, eine wichtige Erleichterung für den Bediener. Das Positionskontrollstativ vermag jedoch noch mehr: Sind mehrere Schraubpositionen zu bearbeiten, kann mit dem PKS und der dazugehörigen Steuerung die Ablaufreihenfolge festgelegt und überwacht werden. Das Steuerungsgerät enthält eine Vielzahl von Funktionen, um den gesamten Ablauf der Handmontage wie Spannen und Verriegeln von Werkstücken, Zuführen von Verbindungselementen oder das Auslösen von Messfunktionen zu regeln. Ermittelte Messergebnisse können gespeichert oder per TCPIP Modul an eine Datenbank übermittelt werden.

Präzise Industrieschrauber wie der DEPRAG MICROMAT® erreichen eine sehr hohe Drehmomentgenauigkeit. Sie erfüllen einen CmK-Wert von größer/gleich 1,67 bei plus/minus 10 % Toleranz bezogen auf 6 Sigma nach ISO 5396. Anders ausgedrückt bedeutet ein CmK-Wert von 1,67 einen Fehleranteil von nur 0,6 pro einer Million Verschraubungen. Damit ist auch der Einsatz im sicherheitsrelevanten Bereich möglich, beispielsweise in der Medizintechnik. Gerade da steht die regelmäßige Verifizierung der Schraubergebnisse im Brennpunkt. Was bei der Sonnenbrillenmontage ein peinliches Ärgernis wäre, könnte bei Medizinprodukten tödlich enden: Lockere, fehlerhaft angebrachte Schräubchen. Daher werden in der industriellen Fertigung die Industrieschrauber in festgelegten Intervallen überprüft und nachgemessen. Das kann mittels Messgeräten für den manuellen Einsatz direkt am Schrauber geschehen, ohne dass das Werkzeug ausgebaut werden muss.

Was die DEPRAG als One-Stop-Shop in punkto Messtechnik zu bieten hat, wird bei der MOTEK ebenfalls in den Fokus der Messebesucher gerückt: "Die neue ME6000 Messelektronik gehört zum Feinsten, was der Markt gegenwärtig zu bieten hat", ist sich Vertriebsleiter Jürgen Hierold sicher. Die ME6000 erweitert das DEPRAG Portfolio der Drehmomentmessgeräte um ein hochwertiges Präzisionsmessgerät mit der doppelten Messgenauigkeit gegenüber der bewährten ME5400. Sie empfiehlt sich überall dort, wo eine Messgenauigkeit von 0,5 % wünschenswert ist. Dies ist insbesondere bei Drehmomenten kleiner 0,5 Nm zwingend erforderlich. "Gerade im Bereich der Miniaturmontage mit kleinsten Drehmomenten lässt sich so das Schraubergebnis optimal im Kurvenverlauf darstellen und verifizieren. So erreichen wir eine weitere Verbesserung der Prozesssicherheit in diesem heiklen Aufgabenfeld," erläutert Jürgen Hierold.

Die Steuerung der Sonnenbrillen-Montageanlage basiert auf dem DCOS (DEPRAG CONTROLLING SYSTEM), dem innovativen Anlagen- und Prozesssteuerungssystem auf höchstem Industrieniveau. Daraus ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen zur Rückverfolgbarkeit, Dokumentation und Archivierung des Produktionsprozesses (SPC). Denn das geltende Produkthaftungsgesetz nimmt Hersteller in Regress, wenn schadhafte Produkte in den Handel gelangen. Wer haftet jedoch, wenn das Endprodukt aus mehreren Teilen gefertigt wurde? Die Rückverfolgbarkeit eines Bauteils - Traceability - muss dann möglich sein.

Über einen frei verfügbaren EtherCat-Port lässt sich die Bedieneinheit DPU100 mit dem Firmennetz oder gar dem World Wide Web verbinden. Integrierte Netzwerkfähigkeit, problemlose Anbindung an SCADA und MES-Systeme, optimale Datenverwaltung und Speicherung und vor allem der Zugriff auf PC-übliche Applikationen wie Browser, Daten-Backup, Remote-Zugriff eröffnen beinahe unendliche Nutzungsmöglichkeiten.

Den richtigen Überblick über technische Neuheiten für die komplizierte Kleinstmontage gewinnen, das verspricht DEPRAG ihren Messegästen. Der Besucher gelangt dort nicht nur in den Besitz einer - vor seinen Augen verschraubten - Sonnenbrille. Wer ein Auge auf die komplexe Brillenmontage wirft, erhält einen fundierten Einblick, wie der One-Stop-Shop DEPRAG heikelste Verschraubungsaufgaben in der miniaturisierten Technik von heute mit hoher Prozesssicherheit und der notwendigen Traceability löst. Vertriebsleiter Jürgen Hierold fasst noch einmal zusammen: "Wir sorgen für den richtigen Durchblick. Auch Miniaturschrauben lassen sich mit einer umsichtig geplanten Anlage prozesssicher montieren."