Limpieza técnica en procesos de montaje: CleanFeed - mediante el concepto adecuado en la sala limpia, reducir partículas contaminantes

Transportador de rieles

Conexiones de vacío

Justo en la tecnología automotriz, la limpieza técnica está adquiriendo cada vez más importancia. Las partículas más pequeñas pueden causar daños devastadores. Por ejemplo, en el montaje de placas de circuito, cuando una viruta conecta involuntariamente las pistas y provoca un cortocircuito. Las partículas de suciedad incluso afectan la función de los componentes, obstruyen boquillas o filtros, bloquean válvulas o causan atascos en los rodamientos. La demanda de densidades de potencia cada vez mayores también conduce a componentes y conjuntos más complejos, que deben tolerarse con mayor precisión. La importancia de la limpieza técnica ha aumentado notablemente en los últimos años, comenzando con sistemas activos y pasivos relacionados con la seguridad de conducción, como el ABS, inyectores diésel y de inyección directa, hasta variadores de levas variables y carcasas de cojinetes sin plomo.

Con el objetivo de prevenir contaminantes peligrosos mediante partículas de 50 a 1000 µm, el VDA ha creado sus publicaciones VDA 19 para la inspección de componentes en cuanto a limpieza técnica y el "VDA 19.2 Limpieza técnica en el montaje" para el procesamiento posterior de piezas limpias, proporcionando una guía completa.

Considerar todo el proceso de montaje

“La limpieza técnica no es un proceso aislado. La conceptualización de la limpieza técnica afecta a todas las áreas, comenzando con la formación del personal, el diseño, la fabricación de componentes, el entorno de fabricación, la logística, el montaje, los equipos de montaje y el entorno de montaje”, explica Jürgen Hierold, director de ventas de DEPRAG. La selección de los equipos de montaje adecuados en la tecnología de unión se vuelve cada vez más importante. “Una alta exigencia por parte de nosotros, los fabricantes de equipos, que solo puede cumplirse mediante componentes coordinados y técnicas innovadoras sin un esfuerzo adicional significativo y a costos competitivos”, señala Hierold. “Con nuestro CleanFeed, hemos creado un concepto integral para la limpieza técnica que incluye conocimientos de procesos durante décadas, así como soluciones y componentes desarrollados específicamente para la limpieza técnica”, añade Hierold.

Ya en la década de 1980, el especialista en tornillos DEPRAG abordó esta problemática con éxito. El fabricante de maquinaria suministró líneas de ensamblaje para la montaje de unidades de disco para reconocidos fabricantes estadounidenses. “Las condiciones de montaje para el proceso de atornillado incluso cumplían con los requisitos de salas limpias”, recuerda Hierold. “Convencimos a nuestros clientes especialmente con nuestro enfoque, que considera todas las etapas de planificación, fabricación y montaje”. Naturalmente, esto es ventajoso cuando, como en el caso de DEPRAG, todos los componentes se pueden coordinar porque provienen de una sola fuente. La solución integral de un solo proveedor impresiona con segmentos de alta calidad y equilibrados, todos con un objetivo común: evitar el desgaste durante la alimentación de las piezas de unión y aspirar sistemáticamente las partículas de suciedad durante el proceso de atornillado.

Pero, ¿cómo proceder de la mejor manera? Primero, es necesario definir con precisión los requisitos de limpieza para el producto correspondiente. Solo mediante la cooperación entre gestión de calidad, diseño, fabricación y logística se logra la máxima limpieza técnica y, por tanto, seguridad. El personal capacitado es tan importante como un entorno de fabricación limpio. Es fundamental mantener el espacio limpio con precisión. Sobre todo, evitar que partículas de polvo sean introducidas por humanos, materiales o transporte.

Desde el diseño de los componentes, se pueden evitar geometrías donde las partículas puedan acumularse (por ejemplo, perforaciones pasantes en lugar de orificios ciegos). Además, es recomendable seleccionar materiales adecuados (como acero inoxidable pulido o superficies de aluminio anodizado). Además de las herramientas de atornillado para entornos limpios, la tecnología de alimentación también es de gran importancia. La cantidad de partículas en la unión puede reducirse significativamente mediante la elección de la técnica adecuada. Los alimentadores vibratorios convencionales transportan tornillos mediante movimientos de lanzamiento en el recipiente de transporte. Los tornillos rozan entre sí, generando partículas de desgaste.

El alimentador de rieles es una alternativa al alimentador vibratorio

Los alimentadores de rieles son una alternativa a los alimentadores vibratorios cuando se requiere un transporte muy respetuoso con las piezas y con poca abrasión. Los alimentadores de rieles de DEPRAG están disponibles en 2 tamaños, con volúmenes de llenado de 0,15 l o 1,5 l. La materia transportada en el depósito se recoge mediante un movimiento oscilante de un riel de elevación segmentado adaptado. Sobre este riel, la materia se desliza por gravedad a través de obstáculos mecánicos y llega ordenadamente a la unión de tornillos. Las piezas que no están en posición de almacenamiento vuelven al depósito a través de obstáculos mecánicos.

Un sensor en la línea de almacenamiento regula el número de movimientos de elevación necesarios. Si el operador procesa menos material, el sistema de alimentación también suministra menos. Cuando varias personas diferentes operan una misma unidad de alimentación, la eficiencia del proceso puede verse afectada por las diferentes velocidades de trabajo de cada uno.

Cuando el operario guía la herramienta de atornillado, el sistema de alimentación DEPRAG se ajusta individualmente a la velocidad de trabajo de cada empleado. En los cambios de turno, los parámetros de operación (que se almacenan hasta en 10 conjuntos de datos) pueden recuperarse fácilmente. Ningún empleado se siente retrasado, ninguno sobrecargado. Con un sistema opcional de interfaz RFID, los parámetros específicos de cada persona, una vez introducidos en el display, pueden activarse cómodamente mediante una tarjeta de operario.

La alta profundidad de fabricación, el uso de materiales endurecidos y resistentes al desgaste, así como procedimientos de recubrimiento específicos, garantizan una calidad constante, alta disponibilidad y eficiencia de los alimentadores de rieles DEPRAG.

Las fuentes de vacío integradas aumentan la limpieza técnica

Cuando el tornillo se introduce directamente en la pieza desde la herramienta de atornillado, no se puede descartar la contaminación por caídas de partículas. “Es mejor buscar alternativas”, enfatiza el experto. “Con nuestro Particle Killer, ofrecemos una solución probada”. Así funciona la alimentación de forma limpia y segura: el tornillo necesario para la siguiente operación de atornillado se introduce en la línea mediante aire comprimido. Las partículas de suciedad que puedan salir durante el proceso se aspiran mediante vacío. Las partículas aspiradas se capturan mediante un filtro con ventana transparente y un elemento filtrante reemplazable. Luego, el elemento de unión limpio se introduce en el módulo de atornillado (variante en línea) o se prepara para recoger (variante Pick & Place). “Las fuentes de vacío en todos los puntos relevantes aumentan la limpieza y son recomendables en todas las áreas de residuos”, señala Hierold, director de ventas de DEPRAG.

Más allá de la tecnología de alimentación: el proceso completo es lo que importa

El concepto integral de CleanFeed también contempla otros pasos del montaje. Cuando la cuchilla de la herramienta de atornillado entra en contacto con el tornillo, pueden generarse partículas de desgaste no deseadas. Los atornilladores DEPRAG de la serie MINIMAT®-EC-Servo reducen la velocidad durante la inserción del tornillo. Los sensores integrados ayudan a detectar la posición exacta del atornillador y a garantizar la correcta inserción de la cuchilla en la cabeza del tornillo. Solo después de la inserción se activa el impulso para aumentar la velocidad y realizar el atornillado. Como resultado, se reduce el desgaste dañino. Las partículas residuales también se aspiran mediante fuentes de vacío.

Las plantillas de protección y de atornillado en las piezas reducen el riesgo de que partículas peligrosas caigan por gravedad sobre los componentes. ¿Por qué no aprovechar la gravedad para las partículas? “Todos nuestros módulos de función de atornillado se pueden usar en aplicaciones de atornillado en el subsuelo debido a su longitud compacta”, explica Hierold. Dispositivos adicionales, como los recolectores de suciedad, recogen las partículas caídas para facilitar su eliminación.

El uso de materiales compatibles con ESD también puede reducir la contaminación por cargas electrostáticas. Hierold comenta: “Nuestro paquete completo CleanFeed incluye todas las medidas posibles para minimizar partículas”.

Para establecer una producción en salas limpias, es recomendable elegir un fabricante de equipos que ofrezca todos los componentes principales del robot de atornillado desarrollados y fabricados por su propia empresa. “De esta manera, se garantiza la mejor coordinación de las distintas partes y procesos, como alimentación, posicionamiento y atornillado. El proceso completo puede considerarse, evaluarse y optimizarse desde la perspectiva de la limpieza técnica”, concluye Hierold.

La miniaturización en la tecnología avanza. La limpieza técnica en los procesos de fabricación se convierte en un símbolo de calidad. Lo que en la construcción de automóviles y en la tecnología informática en áreas sensibles ya es estándar, también se extiende a proveedores y otros sectores. Quien cumple con los altos requisitos de limpieza tiene buenas oportunidades en el mercado. Hierold afirma: “Estamos preparados para el futuro con el concepto DEPRAG CleanFeed. Lo dominamos”.

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. cuenta con aproximadamente 600 empleados en todo el mundo. La empresa de tamaño medio, que ofrece una solución integral, es reconocida como especialista en tecnología de tornillos y construcción de maquinaria. DEPRAG está familiarizada con el problema de la limpieza técnica gracias a su compromiso en la industria automotriz y en la electrónica.