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Optimierung der Zufuhrzykluszeit von Schneckenzuführsystemen

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Schneckendosiersysteme

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In automatisierten Schraubenmontagelinien bestimmt die Einzelzykluszeit von der Schraubenzuführung bis zum Antrieb direkt den Gesamtproduktionstakt. Insbesondere in Szenarien mit hoher Kapazität können selbst Zeiteinsparungen im Millisekundenbereich erhebliche Effizienzgewinne bringen. In diesem Artikel werden Optimierungslösungen vorgeschlagen, die auf der Speicherung von Nägeln und dem koordinierten Betrieb zwischen Mechanismen für verschiedene Arbeitsbedingungen (Zuführung über große Entfernungen, Schraubenzuführung mit kleinem Längen-Durchmesser-Verhältnis) basieren, wodurch eine effektive Reduzierung der Zykluszeit erreicht und somit die Effizienz der automatisierten Montagelinie verbessert wird.

Zunächst müssen wir den gesamten Schraubenzuführungsprozess des Schraubenzuführungssystems verstehen. Herkömmliche Schraubenzuführungssysteme arbeiten mit einem linearen Zuführungsmodus "Schraubenzuführung - Förderrohr - Spannmodul". Ein einzelner Zyklus muss fünf Stufen durchlaufen: "Schraubenzuführung führt Schraube zu → Förderrohr transportiert → Schraubvorgang → Rückstellung des Moduls → Bewegung zur nächsten Lochposition". Wenn die nächste Schraube erst dann vom Schraubenzuführer zum Pistolenkopf befördert wird, wenn das Modul den Schraubvorgang abgeschlossen hat, zurückgesetzt wurde und sich zur nächsten Lochposition bewegt, kommt es zu deutlichen Wartezeiten, insbesondere bei Langstreckenförderungen, bei denen Zeitverschwendung eine große Rolle spielt. Daher ist die Aufhebung der zeitlichen Begrenzung der linearen Zuführung der Schlüssel zur Verkürzung der Einzelzykluszeit.
1. Szenario für die Zuführung über lange Strecken: Hinzufügen und Timing des Nagelspeichermoduls

Für die Problematik der Koordinierung über große Entfernungen wird durch Hinzufügen eines Nagelspeichermoduls in der Nähe des Anzugsmoduls eine zweistufige Zuführungsarchitektur "Schraubenzuführung - Speichermodul - Anzugsmodul" aufgebaut, um den Schraubenzuführungshub zu verkürzen, und während des Prozesses der Modulrückstellung und -bewegung wird die nächste Schraube im Voraus zum Pistolenkopf geblasen, um Zeit zu sparen. Die spezifische Betriebslogik ist wie folgt:

Das Modul treibt das Werkzeug an, um den aktuellen Schraubenanzug abzuschließen

Während des Anziehens bläst der Schraubenzuführer die nächste Schraube in das Speichermodul

Das Modul setzt zurück und fährt zur nächsten Lochposition

Während des Zurücksetzens und der Bewegung bläst das Speichermodul die nächste Schraube durch das Blasrohr zum Pistolenkopf (bei Blas-Saug-Typen kann sich das Saugrohr auch vorher absenken, um die Schraube anzusaugen)

Wenn das Modul die Zielposition erreicht, hält der Pistolenkopf bereits die zugeführte Schraube und beginnt direkt mit dem Verschraubungsvorgang
Durch die dualen Strategien des Speichermoduls "Verkürzung des Schraubenzuführungshubs" und "zeitliche Paralleloptimierung" kann der Effizienzengpass der Fernkoordination zwischen Schraubenzuführungs- und Anzugsmodul effektiv gelöst werden, was eine kostengünstige, hochkompatible Optimierungslösung für automatisierte Montagelinien darstellt.

2. Schraubenszenario mit kleinem Länge-Durchmesser-Verhältnis: Anwendung eines Schwenkarm-Schraubmoduls mit Nagelspeicher

Bei Schrauben mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis <1,6 neigen herkömmliche Schraubenköpfe dazu, dass der Nagel an der Drei-Wege-Kreuzung umkippt und die Zuführung versagt. Das Schwenkarm-Schraubmodul löst sowohl das Stabilitäts- als auch das Effizienzproblem durch die spezielle Konstruktion eines schwenkbaren Zuführkanals, der ein "paralleles Anziehen und Vorlagern" ermöglicht. Die spezifische Betriebslogik ist wie folgt:

Das Modul treibt das Werkzeug an, um den aktuellen Schraubenanzug abzuschließen

Während des Anziehens bläst der Schraubenzuführer die nächste Schraube auf den Schwenkarm, wodurch die Vorlagerung der nächsten Schraube abgeschlossen wird

Das Modul setzt sich zurück und die Schraube fällt direkt in den Pistolenkopf, wodurch eine nahtlose Verbindung zwischen "Anziehen - Nagellagerung" erreicht wird

Das Modul bewegt sich zur nächsten Lochposition und führt direkt das Anziehen aus
Die Schwenkarmkonstruktion integriert die Nagelspeicherfunktion in den Pistolenkopf und macht ein externes Speichermodul überflüssig, wodurch die Gesamtstruktur kompakter und die Kosten niedriger werden. Daher verwenden viele Produktionslinien diese Struktur auch für konventionelle Schraubensicherungen, um hohe Taktanforderungen bei niedrigen Kosten zu erreichen.

Die beiden in diesem Artikel vorgeschlagenen Optimierungslösungen für den Effizienz-Engpass von Schraubenzuführsystemen basieren beide auf der Kernlogik "Aufhebung der zeitlichen Begrenzung der linearen Zuführung" und erzielen eine doppelte Verbesserung der Zykluszeitverkürzung und der Montagestabilität, ohne dass ein umfangreicher Umbau der bestehenden Produktionslinien erforderlich ist. Lediglich die Optimierung der SPS-Zeitsteuerung und die Installation modularer Komponenten sind erforderlich, um Upgrades zu erreichen, was den Fertigungsunternehmen einen "kostengünstigen, hocheffizienten" Transformationspfad bietet.