Kde se dříve snadno spojovaly ocelové plechy pomocí bodového nebo odporového svařování, dnes to už s moderními materiály často není možné - z hlediska efektivity. Automobilový průmysl požaduje snížit emise CO2, lehkou konstrukci automobilů a alternativní spojovací techniky. Kde je zajištěn oboustranný přístup ke spojovacímu místu, mohou být použity např. nýty. Pokud je však přístup pouze z jedné strany, přichází v úvahu etablované přímé šroubování do tenkých plechů pomocí tvářecích šroubů. Tvářecí šroub je nasazen na nepředvrtaný hliníkový nebo ocelový plech, šroubovací proces začíná. Vysokým tlakem natlačený s vysokými otáčkami rotující šroub vyvíjí silné třecí teplo, materiál začíná „téct“ a tvoří se průtah. V dalším kroku proniká špička šroubu spojem materiálu a vytvoří se průchozí otvor. Při tváření otvoru se neztrácí žádný materiál, nýbrž je přetvořen v průtah. Vznikne závit, který v případě opravy přijme i docela běžný šroub. Po vytvoření závitu následuje předutažení šroubu až k podložce hlavy a poté konečné dotažení na předem stanovené šroubovací parametry - krouticí moment a úhel otočení. Celkový šroubovací proces trvá zpravidla méně než 2 sekundy. Dodatečné bezpečnostní prvky jako matice a kolíky nejsou potřeba, protože je při montáži průtah a závit šroubu optimálně přizpůsoben. Šroub „sedí“. Není potřeba vrtání či výsek součástek.
Specialista na šroubování - firma DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. představuje tento rok na veletrhu AUTOMATICA od 3. do 6. června v Mnichově spot „Plechy - přímo - šroubovat“, kde bude i praktická ukázka na téma šroubování do tenkých plechů pomocí tvářecích šroubů (FFS). V hale A6 na veletržním stánku 310 se mohou vývojoví, produktoví a procesní inženýři nejenom z automobilového průmyslu, ale i ostatních odvětví, kde se montují plechy - např. výrobci bílé techniky, informovat o nové FFS generaci.
Co je nového?
Inženýrům firmy DEPRAG se podařilo vyvinout ze dvou výměnných převodovek s 15 Nm při 6000 otáčkách za minutu a 12 Nm při 8000 otáčkách za minutu volně programovatelnou převodovku pro rozsah krouticího momentu až do 15 Nm a rozsahem otáček do 8 000 ot./min. Toto znamená vedle nízkých investičních nákladů také snížení procesních nákladů - odpadají náklady na výměnu.
U běžných FFS jednotek jsou „Flowdrill“ šrouby běžně nastřeleny špičkou předem přes hubici do sady dříků. Poškození geometrie špičky šroubu je tak předprogramováno. Toto má ničivé následky: Nezbytné třecí teplo, které je potřeba k proniknutí daným materiálem, nemůže být vyvinuto. Jinak je to u inovativní šroubovací jednotky DEPRAG pro tvářecí šrouby: Zde jsou nastřeleny šrouby „hlavou dopředu“. V integrovaném revolverovém oddělovači jsou šrouby vyrovnány a jsou zajištěny v pozici. Zatímco je šroub nastaven, je další šroub „naložen“ do revolveru. Rozhodující výhoda k optimalizaci doby taktu!
Při vývoji nové generace byly využity zkušenosti uživatele. Jürgen Hierold, manažer prodeje firmy DEPRAG, objasňuje: „Na základě komplexní geometrie karoserií byly stanoveny nejvyšší požadavky na pohyblivost robotů a FFS jednotky. Kombinované otočné a výkyvné pohyby robotu jsou nezbytné, aby bylo dosaženo těžce přístupných šroubovacích pozic. Přičemž bylo možné běžně používanou přívodní hadici zlomit nebo otočit, poté šrouby během „nakládacího“ procesu zůstaly stát. Masivní narušení postupu montáže, velké ohrožení procesního zabezpečení celkového zařízení a značné vícenáklady na odstranění chyb jsou důsledkem.“
Proto nás konfrontoval jeden z největších mezinárodně působících integrátorů v automobilovém průmyslu s poptávkou po systému, kde budou šrouby připraveny bez pomoci přívodní hadice. Vyvinuli jsme zásobující systém pro naše zákazníky, který se skládá ze tří základních prvků: Výměnných zásobníků, výměnné zásobující stanice a podavače šroubů.“ Zatímco - u jednotky FFS připojený - zásobník je v činnosti a systematicky připravuje 32 spojovacích elementů, plní se druhý zásobník ve výměnné stanici podavačem šroubů. Podavač šroubů se nachází mimo aktivní rozsah robotu k plnění šroubů bez zásahu do nebezpečné oblasti. Je-li první zásobník prázdný, odloží ho robot u výměnné stanice k dalšímu doplnění a odebere již naplněný zásobník pro další montáž. Jsou zaručeny co možná nejlepší procesní časy při nejvyšším procesním zabezpečení. „Tento výměnný zásobník nabízíme jako standardní řešení. Již stávající FFS systémy mohou být jednoduše dovybaveny“, doplňuje Jürgen Hierold.
Dalším cílem při vývoji nové FFS generace bylo vytvoření parametrizace šroubovacího procesu pro uživatele - co možná nejintuitivněji a nejjednodušeji. Přičemž systémová parametrizace je automatická. Uživatel musí zadat pouze geometrii šroubu (průměr a délka dříku), relevantní informace o dílech (počet, materiál, síla plechu, s/bez průchozího vrtání) a parametry utažení - to vše na přehledném HMI panelu. Software nabízí kromě toho rozsáhlé možnosti dokumentace a archivace - nejenom pro jednotlivé zašroubování, ale i pro nejrůznější sady parametrů.
Dalším plusem může být vybavení výměnou hubice v použití. Přestavení na jiný typ šroubu nebo zrušení šroubu - obojí je možné pomocí tlačítka. Závora se uvolní a hubici lze snadno vyměnit.
Obvykle se funkce čelistí zakládá na síle pružiny. To s sebou přináší nevýhodu, šrouby se proti síle pružiny čelistí otevřou a jsou vystaveny mechanické zátěži díky tření. To však není možné u naší nové jednotky DEPRAG pro tvářecí šrouby: Zde uvolňují cylindricky řízené čelisti šrouby zcela cíleně, jakmile se šroub začíná formovat průchozím trychtýřem. Tření mezi hlavou šroubu a čelistmi je značně redukováno.
FFS jednotka nabízí mimo jiné mnoho dalších vylepšení a výhod: Vedle zvýšené snadnosti použití, snížení nákladů na údržbu, četných možností použití a zjednodušené systémové integrace je rozhodující především procesní zabezpečení procesu šroubování pomocí tvářecích šroubů“, shrnuje Jürgen Hierold. Pod spotem „Plechy - přímo - šroubovat“ si návštěvníci mohou vyzkoušet jednotlivá vylepšení na předváděcí jednotce. DEPRAG na svém veletržním stánku představí celkový šroubovací proces s tvářecími šrouby na nejrůznějších materiálech.
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. zaměstnává 600 zaměstnanců ve více než 50 zemích, sídlo firmy je v Ambergu v Bavorsku. Firma nabízí kompletní servis v oblasti šroubovací techniky a automatizace. Nabízí kvalitní EC-Servo šroubováky a EC-šroubováky, měřicí techniku, zařízení na přívod dílů a šroubů a je v této oblasti často poptávaným partnerem, pokud je o automatizovanou montáž.
Kontakt:
Dagmar Dübbelde
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG
Carl-Schulz-Platz 1
D-92224 Amberg
Tel: 09621 371-343
Fax: 09621 371-199
Email: d.duebbelde@deprag.de