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Wie man menschliche Fehler reduziert und die Winkelgenauigkeit während des Anziehens verbessert

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schraubenanzug, automatisches Schraubsystem, Elektroschrauber mit Drehmomentkontrolle

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Auf dem gesamten Markt nimmt die Einführung der Produktionsautomatisierung von Jahr zu Jahr zu. Dieser Trend wird nicht nur durch Arbeitskosten und Effizienzanforderungen angetrieben; in einigen präzisionssensiblen Arbeitsplätzen ist die Automatisierung zur Hauptmethode geworden, um menschliche Einflüsse zu vermeiden und die Chargenstabilität und Produktqualifikation zu bestimmen. Doch nicht alle Arbeitsplätze können eine standardisierte Montage erreichen! Beim manuellen Anziehen mit handgeführten Werkzeugen kann die Bewegung des Werkzeugs den Ausgabewinkel erheblich beeinflussen - vor allem, wenn der Winkel ein Schlüsselparameter in der Anzugsstrategie ist.

Kritische Verbindungen
Für kritische Verbindungen ist eine Schraubenzählung erforderlich. Neben der Kontrolle der Drehmomentvariablen sind zusätzliche Überwachungsvariablen erforderlich. In der Regel überwachen wir den Winkel, um Situationen zu erkennen, in denen das Drehmoment der Norm entspricht, die tatsächliche Klemmkraft jedoch nicht.

Sicherheitsverbindungen
Bei Sicherheitsverbindungen müssen Drehmoment- oder Winkelvariablen kontrolliert werden, während Winkel- oder Drehmomentvariablen ebenfalls überwacht werden müssen.

In Szenarien mit selbstschneidenden Schrauben oder hoher Schraubenausnutzung machen strenge Anforderungen an die Klemmkraft winkelbasierte Kontrollstrategien unabdingbar. Dieser Ansatz verhindert eine Beschädigung des Werkstücks oder ein Versagen der Schraube und vermeidet somit direkte wirtschaftliche Verluste.

Bei den oben genannten Anforderungen sind die Variablen Winkel und Drehmoment gleichermaßen wichtig. Diese können relativ einfach durch automatisierte Fertigungslinien mit sensorgestützten Werkzeugen oder Schraubspindeln erreicht werden. Bei Arbeitsplätzen mit komplexen, variablen oder nicht wiederholbaren Anzugswinkeln ist jedoch weiterhin eine manuelle Montage erforderlich. Beispiele hierfür sind die Befestigung von Autositzen am Fahrgestell, hintere Gurtschlösser und andere ähnliche Arbeitsplätze. Es stellt sich also die Frage: Wie können wir die hohen Präzisionsanforderungen bei der manuellen Montage sicherstellen und die vom Menschen verursachten Winkelfehler, die durch handgeführte Schraubendreher verursacht werden, korrigieren?

Hierfür gibt es zwei Lösungen: Reaktionsvorrichtungen oder Schraubwerkzeuge mit integrierten Gyroskopen.

Reaktionsspannvorrichtungen
In der Praxis können sowohl die Reaktionskraft des Werkzeugs als auch die Haltung des Bedieners dazu führen, dass sich das Werkzeug in einem bestimmten Winkel dreht. Während wir die Spannkraft durch Winkelmessung überwachen/steuern, kann der Winkel selbst bereits einen erheblichen Fehler aufweisen. Eine gängige Methode zur Verhinderung von Werkzeugbewegungen ist die Fixierung des Werkzeugs, die auch als Reaktionsvorrichtung bezeichnet wird:

Feste Richtung: Die Reaktionsvorrichtung stützt sich auf das Werkstück oder das zugehörige Werkzeug ab und nutzt das Werkstück selbst, um der Reaktionskraft zu widerstehen.

Mehrdirektional: Das Werkzeug ist in einen Reaktionsarm integriert, der der Reaktionskraft widersteht. Dies ermöglicht das Arbeiten in einem größeren Radius und das Anziehen in mehreren Richtungen.

Mit den oben genannten Methoden können fast alle vom Menschen verursachten Winkelfehler, die beim konventionellen Anziehen auftreten, effektiv behoben werden.