Gut verschraubt

Schraubsystem

In der industriellen Serienfertigung ist die Verschraubung nach wie vor mit Abstand die häufigste Fügetechnik. Umso wichtiger ist, dass diese vollautomatisiert, präzise und hochdynamisch erfolgt.

17. März 2014

Mindestens ebenso wichtig wie Produktivität und Präzision ist die absolute Zuverlässigkeit von Verschraubungen. In all diesen Aspekten sollen seit 15 Jahren die Schraubsysteme der WSM-Automation GmbH nach dem Willen der Konstrukteure Maßstäbe setzen.

Während marktübliche Schraubsysteme das Drehmoment mit 1 kHz messen, sind bei WSM-Automation 2 kHz der Standard, als Sonderlösung sind sogar Messraten bis 10 kHz möglich. Dadurch kann die Schraubersteuerung auch kleinste Drehmomentänderungen blitzschnell erfassen und darauf reagieren.

So können die WSM-Schraubeinheiten aus dem Stillstand auf 1500 min-1 beschleunigen und aus der gleichen Drehzahl wieder auf Stillstand abbremsen – und dies jeweils innerhalb eines erforderlichen Drehwinkels von maximal 10°. In der Praxis liegen die Werte meist deutlich darunter und sind damit nicht nur beim Beschleunigen und Bremsen, sondern auch beim Wechseln der Schraubstufe überaus dynamisch.

Die hohe Abtastrate, der dynamische Drehzahlwechsel und eine 16 bit breite Auflösung der Drehmomente aus den Messwertaufnehmern ermöglichen die Nutzung neuartiger Schraubverfahren auch unter Produktionsbedingungen.

Anders als einfache Steuerungen, die schlicht bis zum Erreichen des angegebenen Anzugsdrehmoments schrauben und dann stoppen, erkennen die hochauflösenden WSM-Steuerungen den charakteristischen Drehmomentanstieg, der beim Erreichen der Kopfauflage auftritt. Erst ab diesem Zeitpunkt kommt das vorgegebene Drehmoment zum Tragen, mit dem die eigentliche Verspannung der Werkstückpartner erreicht werden soll.

Dadurch werden Fehlverschraubungen, die sonst durch Störeinflüsse wie Furchmomente, Materialschwankungen bei Schrauben und Werkstücken oder Verkantungen auftreten, zuverlässig verhindert.

Die Präzision der WSM-Schraubsysteme lässt sich auch an weiteren Werten ablesen. So beträgt die kleinste detektierbare Drehmomentveränderung 0,0000762939453125 Nm. Die Tiefensensorik erfasst den Schraubfortschritt intern in 1/100-mm-Auflösung, programmierbar sind Vorgabewerte in 1/10-mm-Schritten.

Die robuste Mechanik der WSM-Schraubsysteme ist weitestgehend wartungsfrei, so sind zum Beispiel alle drehmomentübertragenden Bauteile und die Antriebe auf Lebensdauer geschmiert.

Um die hohe Dynamik mit möglichst geringen rotierenden Massen zu erreichen, werden in den WSM-Schraubeinheiten CFK-Verbundwerkstoffe und Bauteile aus Titan eingesetzt – diese Werkstoffe sind nicht nur besonders leicht, sondern gleichzeitig mechanisch hoch belastbar und extrem verschleißfest.

Erschienen in Ausgabe: 02/2014