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Prüfen mit Montagepressen

| Autor: Simone Käfer

Die Qualitätsprüfung rückt immer tiefer in einzelne Prozessschritte. So spielt sie auch bei maschinellen Montage- und Fügearbeiten eine Rolle. Daher lesen Sie hier diese Woche etwas über eine Montagelinie mit messender Presse, den Allrounder der Montage­pressen und eine Presse auf dem Weg zur Industrie 4.0.

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Eine solche AI-Press wurde von IEF-Werner zur messenden Montagepresse umkonstruiert.
Eine solche AI-Press wurde von IEF-Werner zur messenden Montagepresse umkonstruiert.
(Bild: IEF Werner)

Wo früher auf Anschlag montiert wurde, erschweren nun minimale Ungenauigkeiten die maschinellen Montageprozesse. Zwar lassen sich Toleranzgrenzen durch eine Auswahl geeigneter Präzisionsfertigungsverfahren gut verbessern, das führt jedoch oft zu inakzeptablen Produktionskosten. So ist eine automatisierte Qualitätsprüfung bereits während des Montierens hilfreich. Da aber jeder Montageprozess anders ist, ist auch jedes Produkt ein Unikat. Wie also den Vorgang automatisieren? Unser Anwender hat dafür durch Industrie 4.0 eine Lösung gefunden. Unter anderem stellen die Bürkert Werke Magnetventile her. Diese bestehen aus vielen kleinen Komponenten mit komplexen Formen. Diese Spritzgussteile werden mit Genauigkeiten bis 1/100 mm hergestellt.

Rechts vorne steht eine originale AI-Press, nebendran die umgebaute Mess-Press.
Rechts vorne steht eine originale AI-Press, nebendran die umgebaute Mess-Press.
(Bild: IEF Werner)

Die Servopresse wird zur „Mess-Press”

Um den Montageprozess zu verbessern, wurde die vorhandene Präzisionspresse AI-Press von IEF-Werner mit einer zusätzlichen Servopresse ausgestattet. Diese wird jedoch nicht zum Fügen, sondern zum Ausmessen der Höhentoleranzen verwendet. Die „Mess-Press”, wie die Maschine von den Ingenieuren liebevoll genannt wird, nutzt dabei den präzisen Aufbau des Grundsystems, die standardmäßig vorhandenen Messgeräte für Kraft und Weg sowie die patentierte Positionierungs- und Antastfunktion. Nur ein pneumatischer Miniaturhubzylinder wurde von IEF-Werner nachträglich in die Teileaufnahme eingebaut. Mit ihm können die oberen und unteren Messpunkte ermittelt werden. Die Differenz daraus entspricht der Bauteilhöhe auf 5 μm genau.

Ergänzendes zum Thema
Anwenderblick
Respektvolle Zusammenarbeit mit flachen Hierarchien

Ottmar Müller, Serienanlaufmanager bei Bürkert Werke, beantwortet unsere Fragen zur Zusammenarbeit mit IEF-Werner.

Ottmar Müller, Serienanlaufmanager bei Bürkert Werke: „Wünsche und Forderungen unsererseits wurden mit eingearbeitet.”
Ottmar Müller, Serienanlaufmanager bei Bürkert Werke: „Wünsche und Forderungen unsererseits wurden mit eingearbeitet.”
( Bild: Bürkert )

Was ist der entscheidende Schritt bei der Herstellung Ihrer Magnetventile?

Es kommt besonders darauf an, dass die Abstände exakt eingehalten werden, die zum vollständigen Öffnen und zum sicheren Verschließen der Ventile nötig sind.

Welche Punkte waren Ihnen bei der Auswahl der Presse wichtig?

Uns war ein kompetenter Partner wichtig, der unsere Vorgaben umsetzen kann, das entsprechende Know-how im Hause hat. Außerdem noch kurze Wege und eine flache Hierarchie, damit wir immer gleich den richtigen Ansprechpartner haben. Einfach unkompliziert soll die Zusammenarbeit ablaufen.

Wie verlief die Zusammenarbeit mit IEF-Werner?

Die Zusammenarbeit verlief immer konstruktiv, IEF-Werner hat die Anforderungen aufgenommen und rasch Lösungen erarbeitet. IEF-Werner war sehr offen für Neues und sehr flexibel. Die erforderlichen Konstruktions- und Softwarebesprechungen während des laufenden Projektes waren effizient und weitere Wünsche und Forderungen unsererseits wurden mit eingearbeitet. Sogar der vereinbarte Liefertermin wurde eingehalten.

Wie lange dauerte die Installation?

Von der Bestellung bis zur Inbetriebnahme waren es vier Monate.

Hat sich die Investition gelohnt, können Sie bereits Verbesserungen in der Produktion erkennen?

Ohne die Investition in das „Mess-­Press”-­System wäre die Funktion unseres Produktes nur mit vielen mühevollen Einzelschritten zu realisieren gewesen, sodass sich diese Investition in kürzester Zeit gerechnet hat.

Der Messvorgang lässt sich über Parameter speziell anpassen. Der Anwender kann zum Beispiel die Antastkraft oder die Messhäufigkeit angeben. Die zweite Presse wurde mit der „Mess-Press” verkettet. Nachdem das Messergebnis ermittelt ist, erfolgt die Verrechnung der Daten sowie die Anpassung des Fügeprozessprogramms, das auf der Festplatte der Pressmaschine abgelegt ist. In dieser Zeit entnimmt der Bediener das Bauteil aus der Messvorrichtung und legt es, zusammen mit weiteren Teilen, in die Montagevorrichtung der Servopresse ein. Danach erfolgt die Ausführung des dynamisch angepassten Fügeprozessprogramms.

Die Einpressvorrichtung von Römheld ist für Presskräfte bis 100 kN und Hübe bis 400 mm ausgelegt.
Die Einpressvorrichtung von Römheld ist für Presskräfte bis 100 kN und Hübe bis 400 mm ausgelegt.
(Bild: Römheld)

Eine Montagepresse für alle Fälle

Wer einen Allrounder sucht, der könnte mit der Einpressvorrichtung von Römheld zufrieden sein. Sie ist für Presskräfte bis zu 100 kN und Hübe bis maximal 400 mm ausgelegt. Basierend auf einem Baukastensystem aus aufeinander abgestimmten Komponenten passt sich die Presse den jeweiligen Anforderungen an. Basis ist ein einheitlicher, stabiler Presstisch mit einer Grundplatte, über die wahlweise ein C-Bügel- oder ein Portalgestell montiert wird. Die Sensorik ist in drei verschiedenen Ausbaustufen erhältlich. Die komfortabelste Ausführung bietet eine Kraft- und Wegüberwachung über ein Touchpanel, das zudem als zentrale Bedieneinheit fungiert. Werkstückzuführungen und Handhabungssysteme, Werkzeug-Schnellwechseleinrichtungen mit pendelnden oder starren Druckstücken sollen Zeit sparen und die Produktivität erhöhen. Zwar hat die Standardauslegung ein Hydraulikaggregat, doch sind auch Elektro-Aktuatoren möglich.

Eine Presse zwischen analog und digital

Hydraulisch geht es bei Dunkes zu. So wird die Stößelachse der Einständerpresse HF-STS mit feinfühliger Handhebelsteuerung mit einer Proportionalventilhydraulik angesteuert. Damit lassen sich reproduzierbare Endlagen im Bereich von ± 0,02 mm jederzeit anfahren. Ihre Presskraft ist stufenlos einstellbar. Anwender können auch zwischen einer CNC- oder NC-Steuerung wählen. Weniger wichtig ist bei diesen Pressen der Industrie-4.0-Aspekt. Zwar schaffen einige Elemente der Qualitätssicherung die Voraussetzung, wie eine automatisierte Identifikation von zu montierenden Teilen oder auch die Steuerung eines Prozesses zur Lage- und Orientierungsbestimmung, doch gehen die Angebote nicht über den heutigen Standard hinaus. Allerdings sind die Grundlagen für eine Erweiterung der Vernetzung geschaffen. So wäre laut Dunkes eine Fernwartung möglich. Auch eine automatische Auswertung der Qualitätsüberwachung, gekoppelt mit der Freigabe von Werkzeugen, geht Richtung smarte Fabrik.

Der Hersteller erwähnt noch, dass seine Pressen durchaus bei vollautomatisch arbeitenden Anlagen zur Qualitätsüberwachung eingesetzt werden. Jedoch sei bei sperrigen und schweren Teilen ein vollautomatischer Montageprozess zu teuer oder bauteilspezifisch nicht möglich.

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Über den Autor

Simone Käfer

Simone Käfer

Redakteurin für Additive Fertigung, Werkstoffe und Materialfluss, Vogel Communications Group