Leichte Schraubfunktionsmodule für leichte Roboter

Mithilfe von Leichtbaurobotern können auch kleine und mittlere Unternehmen ihre Montageaufgaben mit vertretbarem finanziellen Aufwand automatisieren. Roboter mit einer geringen Traglast benötigen jedoch entsprechend leichtes Montagewerkzeug. Ein neues Leichtbauschraubfunktionsmodul (Leichtbau-SFM) erfüllt diese Anforderungen.

Das Leichtbau-SFM von Deprag wiegt ca. 1,5 Kilogramm bei einem Maximaldrehmoment von 4,2 Newtonmetern. Mundstück und Schnabelhülse zur prozesssicheren Montage der Schraube sind bereits inklusive. Zum Erreichen dieses Gewichts ist der Einsatz von Leichtbaumaterialien unabdingbar. Ob Bauteile aus Verbundwerkstoffen wie Carbon, Aluminiumteile aus dem 3D-Drucker oder leichte Kunststoffteile – jedes Gramm zählt.

Mittels additiver Fertigungsverfahren lässt sich so beispielsweise kostengünstig die benötigte Schrauberaufnahme aus Alu oder das Mundstück aus gehärtetem Werkzeugstahl drucken. CFK-Führungsrohre oder CFK-Platten lassen extreme Belastungen bei gleichzeitig geringem Gewicht zu. Interessant ist auch die integrierte roboterspezifische Anbindung: Sie besteht aus einem Klebeverbund eines Aluminiumgrundkörpers und einer CFK-Platte – gleichzeitig entfällt die Anschaffung eines zusätzlichen Adapters.

Leichte Schraubfunktionsmodule mit leichten Verbindungselementen

Auch bei der Montage des Schraubfunktionsmoduls wurden Verbindungselemente aus Alu und Klebeverbindungen von Einzelteilen verwendet, um das Gewicht noch weiter zu senken. Mit all den gewichtsoptimierten Elementen ist das Leichtbau-SFM bestens für Roboter mit geringer Traglast geeignet und hält hohen Belastungen stand.

Wird das Funktionsmodul mit Einbauschraubern bestückt, eröffnen sich zudem alle Möglichkeiten einer lückenlosen Prozessdatenerfassung und die Erstellung von bis zu 1000 Schraubprogrammen. Damit ist der Weg frei für eine Produktion, die sämtliche Elemente der prozesssicheren Schraubmontage berücksichtigt – und das auch für sicherheitsrelevante Verschraubungen. In Kombination mit einem Schraubenzuführsystem bekommt man so eine voll funktionsgetestete Schraubeinheit aus einer Hand.

Dabei kann das Leichtbau-SFM mit jedem beliebigen Zuführsystem des Anbieters kombiniert werden: Sie stellen die Verbindungselemente in gewünschter Taktzeit effizient und positionsgenau zur Verfügung. Die rechtzeitige Bereitstellung ist ein wesentlicher Bestandteil der Produktivität und Verfügbarkeit der Montageprozesse. Die Integration ist besonders einfach und komfortabel. Zum Sortiment gehören Stufenförderer, Hubschienenförderer, Vibrationswendelförderer sowie Schraubengeber. Mit dem Leichtbau-SFM lassen sich sowohl Verbindungselemente mit als auch ohne Kopf verschrauben.

Doch auch das Schraubfunktionsmodul selbst lässt sich mit optionalen Zusatzfunktionen ausrüsten. Ein Schraubentiefensensor beispielsweise kann als Abschaltparameter bei der Verschraubung auf Tiefe, z. B. von Stellschrauben verwendet werden. Daraus ergibt sich ein hohes Maß an Prozesssicherheit für den jeweiligen Produktionsabschnitt.

Verschiedene Anzugsverfahren stehen zur Auswahl

Die Prozesssicherheit wird zudem durch geeignete Anzugsverfahren erhöht. Bei Direktverschraubungen ergeben sich häufig Schwankungen, beispielsweise durch Änderungen in der Schrauben- und/oder Bohrungsgeometrie, dem Gefüge des Bauteilmaterials, wechselnde Oberflächenbeschaffenheiten des Schraubengewindes, federnde Elemente oder Setzerscheinungen. Je nach Anwendung und veränderlichen Randbedingungen lässt sich mit dem Schraubsystem das ideale Verfahren realisieren: drehmomentgesteuertes oder drehwinkelgesteuertes Schraubverfahren, Reibwertverfahren oder Clamp Force Control zur Erkennung der Kopfauflage und somit einer verbesserten Konstanz der Vorspannkraft stehen zur Auswahl.

Auch hinsichtlich Industrie 4.0 und Anlagenkommunikation bietet das Leichtbau-SFM ein durchgängiges und flexibles Konzept. Das „Smart Tool“ wird durch die Softwarelösung Deprag Cockpit unterstützt und ist bestens geeignet für den Einsatz in der vernetzten, digitalen Fabrik. Die Software sammelt alle montagebezogenen Produktionsdaten und stellt diese strukturiert und bedienerfreundlich zur Verfügung. Alle Schraubaufgaben können damit parametriert, visualisiert, dokumentiert, analysiert und optimiert werden. Das Ziel: enorme Kosten- und Zeitersparnis in der Montage.

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