Teilautomatisierte Montage von Steckergehäusen

Sensoren prüfen Identität und Anwesenheit der Montageteile

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Umrüstflexibilität, hohe Montagequalität und Anlagenverfügbarkeit waren die wesentlichen Vorgaben für eine Anlage zur Montage von Steckergehäusen der Größe 1. Seit März dieses Jahres arbeitet diese störungsfrei im Zwei- und teilweise Drei-Schicht-Betrieb. Die typenbedingte Umrüstzeit beträgt je nach Steckergehäuse maximal fünf Minuten.

Das Pflichtenheft definierte als Leistungsumfang die Montage von 16 Steckerausführungen mit bis zu fünf Einbauteilen bei Losgrößen bis etwa 6000 Stück/Woche. Eine anforderungsgerechte Realisierung der Kundenwünsche – auch hinsichtlich Gesamtkosten, Lieferzeit und Service – versprachen die Vorschläge der Firma JP Industrieanlagen aus Straubing. Der Spezialist für Sondermaschinen konzipierte eine teilautomatisierte Montagezelle, deren kompakte Bauweise nur eine Aufstellfläche von 2100 x 1860 mm bei einer Höhe von 1500 mm benötigt. In der von allen Seiten gut zugänglichen Zelle sind neben den verschiedenen Montage- stationen, Linear- und Drehachsen auch die mechanische und sensorische Prüftechnik für die Hundert-Prozent-Prüfung einschließlich Materialbereitstellung und -abfuhr integriert.

Wegen der typenbezogenen Einbauteile erfolgt die Bestückung der ersten Montagestation durch den Bediener. Er schiebt das Steckergehäuse auf den in X-Richtung verfahrbaren Spanndorn – die automatische Spannung erfolgt nach der Bestätigung „lage- und positionsgenaues Aufstecken“ – und legt die Überwurfmutter in die gegenüberliegende, in gleicher Richtung verfahrbare Aufnahmehülse. Danach schiebt er den Sicherungsring auf das Steckergehäuse und legt die Rastfeder, ein Federblech mit V-förmiger Ausbuchtung, in die Formschale eines Vorschubschlittens, der sie von unten in das Steckergehäuse drückt. Bei dem weiteren automatischen Arbeitsablauf fassen zwei in Z-Richtung verfahrende Klemmbacken den Sicherungsring von oben und unten und drücken ihn mit einem kurzen X-Hub formschlüssig in die Nut des Gehäuses. Seine endgültige Fixierung erhält der Sicherungsring dann beim Aufschieben der Überwurfmutter. Durch das Aufschieben fügt sich auch die Rastfeder in eine Aussparung und sichert dadurch Mutter und Gehäuse gegen Verdrehen. Zuvor müssen Überwurfmutter und Sicherungsring gefettet werden. Die Zustellung der Befettungseinrichtung erfolgt über einen Linearschlitten in Y- und Z-Richtung, die mengengerechte Fettzufuhr in die Überwurfmutter – abhängig von der Ausführung mit Verzahnung oder mit Schraubverbindung – über ein Hochdruckdosierventil mit Befettungsnadel.
Schon bei der manuellen Vormontage prüfen verschiedene Lasersensoren an Hand der Teilenummer die korrekte Bereitstellung des typengerechten Bauteils und seine Anwesenheit im Steckergehäuse und in der Überwurfmutter. Das Prüfergebnis wird über eine Leuchte signalisiert. Die zum Verbinden von Steckergehäuse und Überwurfmutter benötigten pneumatischen Kräfte orientieren sich an den zu montierenden Typen und Varianten. Ihre Ist- und Sollwerte werden am Display angezeigt und sind eine wichtige Grundlage für die Hundert-Prozent-Prüfung.
Nach Fertigstellung des Steckergehäuses im Montagebereich 1 – dort beginnt jetzt der manuelle Montageanteil für das nächste Gehäuse – transportiert ein pneumatischer Greifer das Steckergehäuse in X-Richtung zur Montage der Erdungsfeder. Dazu wird das Gehäuse um 90° gedreht und in vertikaler Richtung über den Aufnahmedorn geschoben, zentriert und anschließend fixiert. Nach der Positionsbestätigung durch eine Abfrage in der Zentriereinrichtung fährt der Setzdorn in X-Richtung bis zur Einfädelposition über das Steckergehäuse und positioniert die Erdungsfeder in der Überwurfmutter. Danach startet das kraft- und weggesteuerte Bördeln. Anschließend fahren alle Setz- und Zentrierwerkzeuge in ihre Ausgangsposition zurück und die Drehmomentprüfung durch den auf einem separaten 3-Achs-Linearsystem verfahrbaren Messdorn beginnt. Liegt das gemessene Drehmoment innerhalb der vorgegebenen Toleranz, gibt die Steuerung den weiteren Ablauf frei: Rückzug des Messdorns, Öffnen der Spannvorrichtung, Entnahme durch die Greifeinrichtung, drehen um 90° in die Waagerechte und Ablegen auf dem Abfuhrband. NIO-Teile werden über einen separaten Schacht automatisch entsorgt.
Eigenentwicklung: Vakuumgreifer
Die Erdungsfedern gelangen aus einem Rütteltopf über verschiedene Schikanen und einen Linearförderer lagegerecht in den Arbeitsbereich des Setzdorns. Dieser greift mit einem von JP Industrieanlagen entwickelten Vakuumgreifer jeweils eine Erdungsfeder. Nach der Anwesenheitskontrolle durch einen Vakuumsensor erfolgt die Freigabe zur Montage. Wegen der Empfindlichkeit der aus einer Kupfer-Messing-Legierung hergestellten Erdungsfedern – sie bestehen aus einem zylindrischen Unterteil mit einer Wandstärke von 0,1 mm und einem als Greifhilfe dienenden konisch zulaufenden Oberteil – waren handelsübliche Vakuumeinrichtungen nicht zu verwenden. Mit der Eigenentwicklung konnten zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden: Greifen der Erdungsfedern und Prüfen ihrer Unversehrtheit.
JP Industrieanlagen GmbH www.jp-industrieanlagen.de
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