Flexibler Schraubereinsatz für hochwertige Schraubmontage

Durchgängiges Systemkonzept

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Die Produktabteilung Schraub- und Einpress-Systeme des Bosch-Geschäftsbereiches Automationstechnik hat neue drehzahlerhöhte Handschrauber entwickelt. Die Murrhardter Spezialisten verbesserten außerdem die gesamte Handhabung der Werkzeuge, die weiterhin mit hoher Zuverlässigkeit und Qualität aufwarten.

Dieser Beitrag stammt von der Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Automationstechnik, Stuttgart

Die Bosch-Handschrauber – auch „Smart Tools“ genannt – bestehen aus der Basismaschine mit Abtriebskomponente und Anschlussleitung, einem Leistungsteil LTH und wahlweise den Schraubersteuerungen SE200 oder SE220 sowie der Stromsteuerung ST1. Eine Besonderheit der SE220 ist die Rackbauweise, die gleich mehrere Schraubkanäle platzsparend in einem Schaltschrank aufnehmen kann. Sie bietet Vorteile bei der Konzeption, dem Aufbau und der Inbetriebnahme der Anlage und verursacht somit geringere Kosten. Im Vergleich zur Einkanal-Lösung erlaubt die Rackvariante eine zentrale Darstellung der Schraubergebnisse. Außerdem ist auch ohne aufwendige Netzstrukturen eine zentrale Programmier- und Datenkommunikation möglich.
Schnell und zuverlässig
Durch höhere Drehzahlen ermöglichen die Bosch-Schrauber jetzt noch kürzere Taktzeiten. Im Drehmomentbereich von 3 bis 62 Nm bieten sie Drehzahlen, die bis zu 80 Prozent gesteigert wurden.
Dank der einheitlichen Schnittstelle zwischen Basismaschine und Abtriebskomponente kann sich der Anwender, auch für jeden Schraubfall im Drehmomentbereich von 3 bis 130 Nm, ein passendes Werkzeug zusammenstellen. Gleichzeitig sind die „Smart Tools“ sehr robust und zuverlässig, da ihre Standardprodukte wartungsfrei und auf eine Million Lastzyklen getestet sind.
Die Steuerungen sind sowohl für die stationären Schraubspindeln als auch für die Handschrauber geeignet und haben identische Bedienprogramme.
Der Vorteil dieser Systemdurchgängigkeit liegt auf der Hand: Ersatzteil- und Lagerhaltungskosten bleiben minimal, der Schulungsaufwand ist gering.
Da die Instandhalter immer auf dieselbe Bedienumgebung treffen, bleiben auch die Servicekosten im Rahmen.
Geringe Toleranzen beim Verschrauben
Die Programmierung von handgeführten und stationären Bosch-Schraubsystemen ist mit der Bediensoftware Win-SEPR denkbar einfach. Ohne große Vorkenntnisse können für jeden Schrauber bis zu 16 Schraubprogramme mit je acht Programmstufen definiert werden. So erfolgt mit den Steuerungen SE200/220 die Verschraubung drehmomentgesteuert und drehwinkelüberwacht.
Bei Erreichen des Vorgabewertes schaltet die Steuerung den Schraubprozess ab. Dank der hohen Dynamik der EC-Motoren erfolgt das Abbremsen innerhalb weniger Millisekunden. Das Anziehen der Schrauben über den Abschaltwert hinaus, der sogenannte „Nachlauf“, wird minimiert.
Eine alternative Lösung zur Schraubersteuerung SE200/220 bietet die in Form einer Einschubkarte für das Leistungsteil ausgeführte Stromsteuerung ST1. Sie kommt bevorzugt dort zum Einsatz, wo eine präzise und kostengünstige Steuerung ohne Dokumentation der Schraubergebnisse gefordert ist.
Für die optimale Anpassung auf den jeweiligen Schraubeinsatz sorgt eine Kalibrierung mit dem Kalibriermodul KM1 und dem Vorsatz-Messwertgeber. Hier „lernt“ die Stromsteuerung den dem Drehmoment zugehörigen Motorstrom und ist damit optimal für den Schraubfall eingestellt. Die Abweichung des Abschalt-Drehmoments beträgt so weniger als fünf Prozent.
Die auf Wunsch angebotene Stromredundanz-Funktion der „Smart Tools“ bietet eine zusätzliche Prozessabsicherung. Nach Eingabe eines gewählten Toleranzbereichs prüft die Steuerung, ob gemessenes Drehmoment und Motorstrom zueinander plausibel sind und ob der Toleranzbereich eingehalten wird.
„Smart Tools“ für den smart
Fast alle europäischen Automobilhersteller setzen in der Montage inzwischen stationäre Schraubtechnik und „Smart Tools“ von Bosch ein.
Ein Beispiel dafür ist die Fertigung des City-Coupés smart im lothringischen Hambach. Dort erfolgt die Cockpitmontage mit einem robotergeführten Vierfach-Schraubaggregat. Auch der Kühler und das Getriebe werden mit Bosch-Schraubsystemen fixiert. Für die Montage des Fahrwerks kommen neben den automatischen Mehrspindelschraubern mit der Schraubersteuerung SE220 vor allem „Smart Tools“ mit den Schraubersteuerungen SE200/220 und der Stromsteuerung ST1 zum Einsatz. Dank der reibungslosen digitalen Datenübertragung arbeiten sowohl die „Smart Tools“ als auch die stationären Schraubspindeln bis zu einer Entfernung von 50 Metern von der Schraubersteuerung. Steuerungen, Leistungsteile und der Zentralrechner für die Datenverwaltung finden in einem gemeinsamen zentralen Schaltschrank Platz.
Lückenlose Dokumentation
Nach der Verschraubung überträgt die Steuerung in Hambach sämtliche Schraubdaten wie Drehmoment- und Drehwinkelwerte an den Zentralrechner, um jederzeit eine Rückverfolgung einzelner Produktionsparameter zu ermöglichen. Der Rechner verknüpft die zuvor per Barcodesystem eingelesenen Bauteilenummern mit den Schraubdaten und archiviert sie. Um dem Bediener das Schraubergebnis schnell, einfach und klar darzustellen, ist in seinem Sichtfeld ein Display angebracht. Über eine grüne bzw. rote LED wird der Zustand der Verschraubung angezeigt. Im Montagebereich der neuen Automobilfabrik in Lothringen wird als weitere Prozessabsicherung die Summe der Verschraubungen überwacht. Wenn die Gesamtanzahl der Verschraubungen nicht erreicht wird, dann ist der nächste Montageplatz gesperrt. Am Ende der Montagelinie werden die Schraubdaten des Moduls als zusätzliche Prozesskontrolle nochmals angezeigt.
Für die Nacharbeit gibt es einen speziellen Bereich, in dem unter anderem zwei „Smart Tools“ von Bosch mit den Schraubersteuerungen SE200/220 und bis zu 16 speicherbaren Schraubprogrammen ihren Dienst versehen. Beide Handschrauber sind an so genannten „Stecknussköchern“ angeschlossen, in denen die Schraubwerkzeuge eingesteckt sind. Jedem Werkzeug ist ein spezielles Schraubprogramm zugeordnet. Wird nun ein Werkzeug entnommen, so wird automatisch das richtige Schraubprogramm angewählt.
Ausführliche Informationen
Smart Tools
KEM 536
Stationäre Schraubtechnik
KEM 537
Internet
Schraub-Standardverfahren beim smart
Die Bosch-Schraubsysteme SE200/220 enthalten serienmäßig alle Standard-Schraubverfahren.
Beim smart erfolgt die Verschraubung des ABS, des Schaltgetriebes an den Motor, der Motorhalterung und der Lenksäule drehmomentgesteuert und drehwinkel-überwacht. Bei Erreichen des Zielparameters werden der Schraubprozess abgeschaltet, die Daten an den Zentralrechner übertragen.
Demgegenüber wird die Seitenwellenschraube streckgrenzgesteuert angezogen und permanent Drehmoment sowie Drehwinkel erfasst.
Die Steuerung schaltet bei Erreichen des vorprogrammierten Gradienten den Schraubprozess ab, die Schraube bzw. der Schraubbolzen ist dann etwa 0,2 Prozent der Klemmlänge bleibend verformt.
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