Technická čistota při montážních procesech: CleanFeed - správnou koncepcí v čisté místnosti snižovat rušivé částice

Drážďáky pro vedení kolejnic

Vakuové přípojky

Právě v automobilovém průmyslu získává technická čistota stále větší význam. Nejmenší částice mohou způsobit ničivé škody. Například při montáži plošných spojů, kdy nechtěný třísek spojí vodivé dráty a způsobí zkrat. Nečistoty mají i vliv na funkci součástek, ucpávají trysky nebo filtry, blokují ventily nebo způsobují zaseknutí ložisek. Požadavek na stále vyšší hustoty výkonu vede také ke složitějším součástkám a agregátům, které jsou přesněji tolerovány. Význam technické čistoty se v posledních letech výrazně zvýšil, počínaje aktivními a pasivními systémy bezpečnosti jízdy, jako je ABS, přes dieselové a přímé vstřikovače, až po variabilní ventilové posilovače a bezolovnaté ložiskové poušky.

S cílem zabránit nebezpečným znečištěním částicemi od 50 do 1000 µm vytvořil VDA se svými publikacemi VDA 19 pro kontrolu součástek na technickou čistotu a „VDA 19.2 Technická čistota při montáži“ komplexní průvodce pro další zpracování čistých jednotlivých dílů.

Zohlednit celý montážní proces

„Technická čistota není izolovaný proces. Koncepce technické čistoty se týká všech oblastí, počínaje školením personálu, konstrukcí, výrobou součástek, výrobním prostředím, logistikou, montáží, montážními zařízeními a prostředím montáže,“ říká Jürgen Hierold, obchodní ředitel DEPRAG. Především výběr vhodných montážních zařízení v oblasti spojovacích technik je stále více v centru pozornosti. „Vysoké nároky na nás, výrobce zařízení, mohou být splněny pouze díky vzájemně sladěným komponentům a inovativním technikám bez velkých dodatečných nákladů a za konkurenceschopné ceny,“ vysvětluje Jürgen Hierold. „S naším CleanFeed jsme vytvořili ucelenou koncepci technické čistoty, která zahrnuje desetiletí procesního know-how, řešení a komponenty vyvinuté pro technickou čistotu,“ dodává Hierold.

Už v 80. letech se specialista na šroubování DEPRAG zabýval touto problematikou. S úspěchem. Výrobce strojů dodával šroubovací zařízení pro montáž diskových mechanik pro přední americké výrobce. „Podmínky montáže šroubovacího procesu dokonce odpovídaly požadavkům na čisté prostory,“ vzpomíná Hierold. „Naše přístup přesvědčil zákazníky zejména tím, že jsme zohlednili všechny kroky plánování, výroby a montáže.“ Výhodou je samozřejmě, pokud – jako u DEPRAG – jsou všechny komponenty sladěny, protože pocházejí od jednoho dodavatele. One-Stop-Shop přesvědčuje vysoce kvalitními, vyváženými segmenty, které mají jeden cíl – zabránit tření při přívodu spojovacích dílů a systematicky odsávat nečistoty během samotného šroubovacího procesu.

Ale jak postupovat co nejlépe? Nejprve je nutné přesně definovat požadavky na čistotu pro daný produkt. Pouze spolupráce řízení jakosti, konstrukce, výroby a logistiky umožňuje dosáhnout maximální technické čistoty a tím i bezpečnosti. Vyškolený personál je stejně důležitý jako čisté výrobní prostředí. Klíčové je pečlivě udržovat čisté prostory. Především je třeba zabránit, aby se nečistoty „zavlekly“ člověkem, materiálem nebo přepravou.

U konstrukce součástek lze již při návrhu vyvarovat geometrií, na kterých se mohou usazovat částice (například průchozí díra místo slepé díry). Dále je vhodné volit vhodné materiály (například leštěná nerezová ocel nebo eloxované hliníkové povrchy). Kromě šroubovacích nástrojů určených do čistých prostor je velmi důležitá i dopravní technika. Při rozdělování spojovacích prvků lze počet částic výrazně snížit volbou správné techniky. Běžné vibrační šroubovací dopravníky přenášejí šrouby pomocí odhazovacích pohybů v dopravníku. Šrouby se třou o sebe – vznikají nečistoty třením.

Alternativa k vibračním dopravníkům – vodicí lišty

Vodicí lišty jsou alternativou k vibračním dopravníkům, pokud je potřeba velmi šetrná, oděru odolná doprava. DEPRAG vodicí lišty jsou k dispozici ve 2 velikostech s objemem 0,15 l nebo 1,5 l. Přepravní materiál v zásobníku je posouván pomocí nakláněcího pohybu odpovídajícím segmentovým vodicím lištám. Na této liště se materiál díky gravitaci pohybuje přes mechanické zábrany a tak je tříděn do šroubovacích jednotek. Není-li díl správně uložen, vrací se přes mechanické zábrany zpět do plnícího zásobníku.

Senzor v zásobníku řídí počet potřebných pohybů. Pokud je od pracovníka zpracováno méně materiálu, zařízení dodává také méně. Pokud s jedním zařízením pracuje více různých operátorů, může to snížit efektivitu pracovního procesu kvůli rozdílné pracovní rychlosti jednotlivých operátorů.

Když je šroubovací nástroj veden obsluhou, přizpůsobí se DEPRAG zásobník individuálně pracovní rychlosti jednotlivých operátorů. Při směně jsou uložené individuální parametry (až 10 datových sad) k dispozici ke stažení. Žádný operátor se necítí být zpomalován, nikdo není přetížen. S volitelným RFID systémem lze personálně specifické parametry – po zadání přes displej – pohodlně aktivovat pomocí pracovní karty.

Vysoká hloubka výroby, použití tvrdých, oděruvzdorných materiálů a specifické povrchové úpravy zajišťují stále vysokou kvalitu, dostupnost a efektivitu vodicích lišt DEPRAG.

Integrované vakuové zdroje zvyšují technickou čistotu

Pokud je šroub přímo podáván ke šroubovacímu zařízení nad součástí, nelze vyloučit kontaminaci padajícími částicemi. „Lépe je hledat alternativy,“ zdůrazňuje odborník. „S naším Particle Killer nabízíme osvědčené řešení.“ Takto funguje přesný a bezpečný přívod: potřebný šroub je před dalším šroubovacím cyklem nasáknut stlačeným vzduchem. Při tom mohou uniknout nečistoty, které jsou odsávány vakuem. Odsáté nečistoty jsou zachycovány filtrem s průhledným okénkem a vyměnitelným filtrem. Poté je vyčištěný spojovací prvek dopraven do šroubovacího modulu (inline varianta) nebo připraven k odebrání (Pick&Place varianta). „Vakuové zdroje na všech důležitých místech zvyšují čistotu a jsou vhodné na všech místech s odpadními částicemi,“ uvádí obchodní ředitel Hierold.

Kromě dopravní techniky – rozhoduje celý proces

Celková koncepce CleanFeed má na zřeteli i další kroky montáže. Při zasunutí šroubovací hlavy do šroubovacího pohonu mohou vzniknout nežádoucí třecí částice. Šroubovače DEPRAG série MINIMAT®-EC-Servo snižují otáčky při zasouvání šroubu. Zabudované senzory pomáhají přesně určit polohu šroubovače a podporují správné zasunutí hlavy do šroubovacího místa. Teprve po zasunutí následuje impuls ke zvýšení otáček pro šroubování. Výsledek: škodlivý třecí opotřebení je sníženo. Zbylé částice jsou i zde odsávány vakuovými zdroji.

Ochranné a šroubovací šablony na součástkách snižují riziko, že nebezpečné částice se dostanou na součástky vlivem gravitace. Proč nevyužít gravitaci částic? „Všechny naše šroubovací moduly lze díky jejich krátké konstrukci použít i pro podpodlahové šroubování,“ říká Hierold. Další zařízení, jako jsou nečistotníky, pak sbírají padlé částice pro snadné odstranění.

Použitím ESD-odolných materiálů lze dále snížit znečištění způsobené elektrostatickým nábojem. Jürgen Hierold: „Náš balíček CleanFeed zahrnuje všechna opatření ke snížení částic.“

Pro vybudování výroby v čistém prostředí je vhodné zvolit výrobce zařízení, který nabízí všechny klíčové komponenty šroubovacích automatů z vlastního vývoje a výroby. „Tak je zajištěna co nejlepší koordinace jednotlivých dílů a procesů, jako je přívod, polohování, šroubování. Celý proces lze posuzovat, hodnotit a dále optimalizovat z hlediska technické čistoty,“ uzavírá Hierold.

Miniaturizace techniky pokračuje. Technická čistota ve výrobním procesu je v centru pozornosti a stává se symbolem kvality. To, co je standardem v automobilovém průmyslu a v počítačové technice v citlivých oblastech, se přenáší i na dodavatele nebo do dalších odvětví. Ti, kdo splní vysoké požadavky na čistotu, mají dobré šance na trhu. Jürgen Hierold: „S naším konceptem DEPRAG CleanFeed jsme připraveni na budoucnost. Umíme to.“

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. má celosvětově přibližně 600 zaměstnanců. Tento středně velký One-Stop-Shop je považován za zkušeného specialistu na šroubovací techniku a strojírenství. DEPRAG je dobře obeznámen s problémem technické čistoty díky svému angažmá v automobilovém průmyslu a v elektronickém odvětví.