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Schneckendosierer - Allgemeine Probleme und Lösungen

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automatischer Schraubenzuführer, Schraubenzuführung, automatisches Schraubsystem

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Die Schraubenzuführungsmaschine ist eines der wichtigsten Geräte in automatisierten Produktionslinien für Automobilteile, 3K-Elektronik und Haushaltsgeräte. Die Stabilität des Zuführungsprozesses bestimmt direkt die Qualität der Produktmontage und den Produktionsrhythmus. Probleme wie verpasste Zuführung, falsche Zuführung und langsame Zuführung können zu Stillstandzeiten der Produktionslinie, Nacharbeit am Produkt oder sogar zu Mängeln in der Chargenqualität führen. Wie können diese Probleme also vermieden werden?

Zunächst müssen wir die Ursachen dieser drei Hauptprobleme verstehen, um die richtigen Lösungen anwenden zu können:

Versäumte Zuführung: Dies kann durch eine Verklemmung in der Zuführung oder im Modul, einen instabilen Luftdruck für die Schraubenzuführung oder eine nicht rechtzeitige Auffüllung verursacht werden, was dazu führt, dass die Schrauben nicht wie vorgeschrieben zugeführt werden. Dies führt zu fehlenden Schrauben oder zum Stillstand der Produktionslinie.

Falsche Zuführung: Schlechte Schraubenkonsistenz oder Schraubenreste im Trichter bei Modellwechseln können dazu führen, dass sich Schrauben falscher Länge untermischen, was zu Fehlern beim Anziehen oder sogar zu Schäden am Werkstück führen kann.

Langsame Zuführung: Eine falsche Vibrationsfrequenz, ein Zuführgerät, das mehrere Stationen versorgt, oder eine ungünstige Anordnung der Schraubenzuführungsrohre können dazu führen, dass die Zuführungsgeschwindigkeit unter den Rhythmus der Produktionslinie fällt, was zu Wartezeiten für das Schraubmodul und einer geringeren Produktivität führt.

Um diese drei Probleme zu beheben, sollte eine technische Lösung implementiert werden, die einen geschlossenen Regelkreis zur Vermeidung von Fehldosierungen, eine genaue Erkennung zur Vermeidung von Fehldosierungen und eine Layout-Optimierung zur Vermeidung von langsamen Dosierungen umfasst, um ein stabiles und zuverlässiges Dosiersystem aufzubauen.

1. Aufbau eines Closed-Loop-Steuerungssystems: Vom "Signalauslöser" zur "Positionsrückmeldung" zur Vermeidung von Fehlfütterungen
Das Wesen der verpassten Zuführung besteht darin, dass nach der Ausgabe eines Zuführungsbefehls keine Bestätigung vorliegt, dass die Schraube tatsächlich zugeführt wurde. Dies kann durch die Integration der SPS mit Sensoren gelöst werden, um ein vollwertiges geschlossenes Regelsystem zu schaffen.

Nachdem die SPS ein Anforderungssignal für die Schraube gesendet hat, beginnt das Zuführgerät mit dem Einblasen der Schraube. An beiden Enden des Blasrohrs (am Ausgang der Zuführung und am Eingang des Schraubmoduls) sind Ringlichtschranken installiert. Wenn eine Schraube durchläuft, sendet der Sensor ein Signal "Schraube passiert" an die SPS. Erst nach Erhalt dieses Signals stellt die SPS fest, dass die Schraube an ihrem Platz ist, und löst das Schraubmodul aus.

Wenn das Signal nicht innerhalb einer bestimmten Zeit empfangen wird, gibt die SPS einen "Zuführungsanomalie-Alarm" aus, um eine rechtzeitige Fehlerbehebung zu veranlassen. Zusätzlich ist am Boden des Zufuhrtrichters ein Niedrigstandssensor installiert. Wenn die Schrauben nicht mehr ausreichen, löst er ein Nachfüllsignal aus und stellt automatisch eine Verbindung zum Lagersystem her, um die Schrauben nachzufüllen, so dass eine verpasste Fütterung durch zu spätes manuelles Nachfüllen vermieden wird.

2. Modul zur Längenerkennung: Automatisches Ausfiltern von nicht konformen Schrauben zur Vermeidung von Fehldosierungen
Das Hauptproblem bei der falschen Zuführung ist die Unfähigkeit, Schrauben mit abweichenden Spezifikationen zu erkennen. Dies kann durch den Einbau eines Längenerkennungsmoduls während des Zuführungsprozesses behoben werden.

Eingebaute Module bieten eine Erkennungsgenauigkeit von ±1 mm, während externe Module ±1,5 mm bieten.

Das Prinzip beruht auf der Verwendung von zwei Sätzen von Einweg-Lichtleitern, um einen akzeptablen Bereich zu definieren. Wenn das Ende der Schraube zwischen die beiden Strahlen fällt (d.h. ein Strahl ist blockiert), wird die Schraube als akzeptabel angesehen und weiter transportiert.

Wenn keiner oder beide Strahlen blockiert sind, gilt die Schraube als zu kurz oder zu lang, wird als nicht konform eingestuft und über den NG-Kanal in einen Ausschussbehälter ausgeschleust.

Zusätzlich kann ein QR-Code-Scanner an der Nachfüllöffnung des Feeders installiert werden. Erst nach dem Scannen des QR-Codes der korrekten Schraube kann die Nachfüllöffnung geöffnet werden, so dass NG in großem Umfang aufgrund einer falschen Materialzufuhr verhindert wird.

3. Optimierung der Zuführeffizienz: Rationales Layout zur Anpassung an den Produktionsrhythmus und zur Verhinderung langsamer Zuführungen
Der Schlüssel zu einer langsamen Zuführung liegt darin, dass die Zuführgeschwindigkeit nicht mit dem Rhythmus der Produktionslinie übereinstimmt. Dies erfordert Verbesserungen sowohl bei der Parametereinstellung als auch bei der Anordnung vor Ort.

Zunächst muss sichergestellt werden, dass die Vibrationsfrequenz der Zuführung eine kontinuierliche und stabile Zuführung ermöglicht. Bei Standardschrauben sollte die Zuführgeschwindigkeit ≥40 Stück/min betragen.

Das Layout des Blasrohrs sollte optimiert werden: Während ein angemessener Biegeradius gewährleistet ist, sollte die Rohrlänge minimiert werden, um unnötige Umwege zu vermeiden.

Vermeiden Sie es, eine Zuführung auf mehrere Stationen auszudehnen, nur um Kosten zu sparen, was zu einer unzureichenden Versorgung führen kann. Führen Sie stattdessen Tests zur Anpassung der Zykluszeit durch, um die von der angestrebten Produktionslinie geforderte Zuführungsfrequenz zu simulieren und sicherzustellen, dass die Zuführung bei realen Anwendungen mithalten kann.

Mit dem Voranschreiten von Industrie 4.0 werden sich Schraubenzuführgeräte zu intelligenten Systemen entwickeln, die ihre Anpassungsfähigkeit und Zuverlässigkeit weiter verbessern und zur "präzisen Zuführsicherung" von intelligenten Produktionslinien werden.