Vereisten voor moderne montagesystemen

Trillingswielvoeder eacy feed / Trillingskomboordvoeder eacy feed

Pick-and-Place / Pick-and-Place

Hubschienenträger / Schwert-Förderer

Deeltje Killer / Particle Killer

Onderbouwschroefunit / Omgekeerde schroefmontage-eenheid

Het jaar 1908 was zowel voor het gemotoriseerde personenvervoer als voor de industriële montage een van de historisch meest betekenisvolle jaren. De Ford Motor Company bracht met het model T voor het eerst een automobiel op de markt die in grote aantallen tegen een betaalbare prijs kon worden geproduceerd. Daarmee was niet alleen het tijdperk van het massentijdige individueel vervoer geboren, maar door de eerste keer montage in een lopende band werd ook de startschot gegeven voor de industriële serieproductie in de automobielbouw. Door de voortschrijdende rationalisatie – onder andere in de vorm van hooggradige arbeidsverdeling – werd de montage steeds efficiënter, zodat later al tot 9000 auto’s per dag konden worden geproduceerd.

Ondanks de enorme prestatieverbetering is het basisprincipe voor handmatige montagewerkzaamheden in wezen behouden gebleven. Pas de toenemende automatisering en digitalisering hebben de productmontage uiteindelijk ingrijpend veranderd. Volautomatische installaties worden tegenwoordig dankzij intelligente, Industrie 4.0-geschikte hardware- en softwarecomponenten op afstand bediend en zijn verbonden met gerelateerde systemen, bijvoorbeeld uit de toevoertechniek. Zo wordt een onderdeel in de montagelijn getransporteerd en gepositioneerd, terwijl tegelijkertijd verbindingsmiddelen zoals schroeven of moeren op de juiste plek worden gesorteerd, geordend en rechtstreeks in het schroefgereedschap worden gevoed – en dat alles in slechts enkele ogenblikken. Veranderingen in de relevantie van actuele en toekomstige invloedsfactoren of steeds nieuwe eisen dwingen de sector echter onophoudelijk tot verdere vooruitgang.

Een van deze inmiddels zeer relevante aspecten is de voortschrijdende miniaturisering. Moderne processoren met slechts enkele vierkante millimeters grootte worden tegenwoordig met meerdere miljarden transistors uitgerust. Bij zulke kleine structuren in nanometerbereik lijken de meeste vuildeeltjes relatief groot en kunnen, afhankelijk van de toepassing, een aanzienlijke bedreiging vormen. Zo kunnen bij elektronische modules al de kleinste geleidende deeltjes leiden tot kortsluitingen. Het gebruik van nieuwe, krachtigere materialen versterkt dit effect nog, omdat juist de deeltjes van materialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen geleidend zijn. Onder andere daarom neemt de betekenis van technische netheid toe in het kader van miniaturisering.

Op het gebied van geautomatiseerde schroef- en toevoertechniek behoort DEPRAG SCHULZ GmbH uit Amberg tot de marktleiders. De voortdurende drang naar evolutie en innovatie, gekoppeld aan de ontwikkeling van intelligente en efficiënte systeemoplossingen, is hun recept voor langdurig succes. Zo heeft DEPRAG Schulz GmbH voor de eisen van technische netheid in de toevoertechniek het doorlopende CleanFeed-concept met specifieke CleanFeed-componenten ontwikkeld. Het bestaat onder andere uit elementen voor slijtvrije onderdelenaanvoer, om het ontstaan van schadelijke deeltjes vanaf het begin te minimaliseren. Slijtvrije hulphouders sorteren, scheiden en voeren verbindingsmiddelen zoals schroeven bijzonder voorzichtig. Daarbij bepaalt het apparaat het aantal benodigde hefbewegingen automatisch dankzij sensorbesturing, omdat elke overtollige hefbeweging ook ongewenste slijtage kan veroorzaken. Bovendien helpen bandbunkers om het aantal verbindingsmiddelen in het toevoersysteem altijd laag te houden, omdat minder schroeven uiteraard ook minder verontreinigingen veroorzaken. Omdat deeltjesvorming toch niet volledig kan worden uitgesloten, zijn afzuigsystemen een effectieve manier om schone kamertoestanden te bereiken. De 'Particle Killer' van DEPRAG zuigt vuildeeltjes al vóór het schroeven doelgericht weg en voert ze af via een filter. Het DEPRAG SFM-V vacuüm-schroefmodule zuigt daarentegen de restverontreiniging direct bij het aanvoeren van de schroevendraaier af via extra vacuümbronnen. Naast hardware-aanpassingen wordt de deeltjescontaminatie verder verminderd door slimme regelingsaanpassingen – zoals het verlagen van de toerental tijdens het inbrengen van de kling in de schroefkop –, wat tegelijkertijd resulteert in een efficiëntere belasting van het gereedschap.

Door de gehele waardeketen heen was efficiëntie altijd een belangrijke factor voor de kosteneffectiviteit van montageinstallaties. Zo biedt DEPRAG met de vibratie-omrolvoeder eacy feed een bijzonder efficiënt aandrijvingsconcept. Besturing en aandrijving van deze energiezuinige voerder zijn gebaseerd op een 24 V/DC-voeding. Dit is voldoende om met behulp van schokmagneten de voerpoth in zijn periodieke schommelbeweging te brengen en daarbij een energiebesparing van ongeveer 80% te realiseren. Door het gebruik van een breedspanningsnetvoeding kan het apparaat wereldwijd zonder ombouw worden gebruikt. De slimme besturing PFC100 maakt daarnaast individuele instellingen mogelijk zonder tijdrovende, mechanische ingrepen. Als de montage tot een zo hoog mogelijk niveau geautomatiseerd moet worden, maar het aantal stuks niet rechtvaardigt dat volledig automatisch wordt aangevoerd, bieden schroefgevers een goedkope, compacte en snel implementeerbare oplossing. Schroefgevers kunnen met enkele handgrepen worden omgesteld op de benodigde schroefmaat, voeren bijzonder voorzichtig, zijn handbediend en stationair inzetbaar en kunnen dankzij de geïntegreerde regeling volledig autonoom worden bediend.

De wereldwijde marktwerking is vandaag de dag dynamischer dan ooit. Nieuwe producten komen in steeds kortere tijd op de markt of de capacitaire toekomst van producten is niet eenduidig te plannen. Zo zijn in de sector van e-mobiliteit gebrek aan ervaringswaarden en onzekerheden in de stuklijstplanning alomtegenwoordig. Deze situatie vraagt om zo flexibel mogelijke oplossingen met een korte reactietijd, zoals bijvoorbeeld in hybride montagesystemen – door het koppelen van handmatige en geautomatiseerde processen. Zo kan de productie worden uitgebreid door de implementatie van slimme handarbeidsplaatsen naar behoefte, zonder dat de proceseenheid wordt aangetast. De werknemer wordt daarbij stap voor stap door de schroefopdracht geleid. Dankzij sensortechnologie activeert het systeem voor elke schroefpositie de juiste parameters, geeft het verbindingsmiddelen vrij, wijst het op komende taken en evalueert het de resultaten. Via het pick-and-place-proces pakt de werknemer uiteindelijk de verbindingsmiddelen en krijgt hij precies voorgeschreven waar hij moet schroeven. Zo blijft de montage flexibel en toch proceseigen. Een van de grootste uitdagingen van hybride montagesystemen is echter de koppeling van mens en machine, die niet constant met dezelfde snelheid werken. De oplossing hiervoor zijn bufferzones, bijvoorbeeld door slimme lineaire voerders. Hiermee kunnen grotere afstanden worden overbrugd en wordt de stroom van onderdelen geregeld. Afhankelijk van de behoefte bieden de voerders onderdelenbuffers aan of scheiden ze de stroom van onderdelen functioneel. Als verdere maatregel voor de hoogste flexibiliteit wordt het gebruik van modulaire systeemconcepten met gestandaardiseerde componenten aanbevolen. DEPRAG voert een volledig modulair portfolio uit sensorgestuurde schroefmachines, toevoersystemen, regelingen enzovoort uit één hand. Deze afzonderlijke modules zijn al op elkaar afgestemd en hoeven niet eerst uitgebreid op elkaar te worden afgestemd, waardoor de individuele inspanning per installatie tot een minimum wordt beperkt. Door de hoge flexibiliteit kunnen montagesystemen snel worden aangepast aan de marktsituatie, onzekerheden in de planning worden tegengegaan en op gewenste eisen worden gereageerd.

Zelfs Henry Ford had slimme en efficiënte ideeën om zijn productie zo economisch mogelijk te maken. Zo produceerde zijn bedrijf tien jaar lang alleen zwarte carrosseriedelen of verplichtte leveranciers tot het leveren van nauwkeurig op maat gemaakte houten verzendkisten, waarvan de planken vervolgens werden gebruikt voor de voertuigbouw. Dergelijke maatregelen zijn tegenwoordig niet meer actueel, maar de drang naar efficiëntie en slimme systeemoplossingen blijft onverminderd bestaan. Montageinstallaties zijn complexe, perfect op elkaar afgestemde systemen uit een groot aantal componenten. Een systeemstoring in de toevoertechniek kan daarom leiden tot verschuivingen in grote delen van de waardeketen en daarmee tot ingrijpende financiële en organisatorische schade. Met een breed scala aan componenten voor diverse eisen biedt DEPRAG Schulz GmbH flexibele en proceseffectieve opties om montagesystemen met hoge rentabiliteit te realiseren.