Schraubsysteme Wie Schraubsysteme die Mensch-Roboter-Kollaboration unterstützen

Redakteur: Juliana Pfeiffer

Fügetechnologien haben sich an neue Materialien und Verbundstoffe angepasst und weiterentwickelt. Passgenauen und effizienten Fügetechnologien gehört daher die Zukunft, wie die kollaborativen Lösungen von Weber.

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Das beim MRK Screwdriver eingesetzte Handkollisionskonzept sorgt für mehr Sicherheit.
Das beim MRK Screwdriver eingesetzte Handkollisionskonzept sorgt für mehr Sicherheit.
(Bild: Weber)

Fügetechnologien entwickeln sich weiter und werden dabei maßgeblich aus zwei Gründen vorangetrieben:

  • 1. Zum einen sollen Verbindungen bei der Montage prozesssicher, flexibel und kosteneffizient hergestellt werden. Damit sollen die Qualitätsziele sowie die Wirtschaftlichkeit signifikant verbessert werden.
  • 2. Zum anderen sollen monotone und körperlich schwere Arbeiten möglichst reduziert und vermieden werden, um die Gesundheit der Mitarbeiter zu schützen.

Vor diesem Hintergrund entwickelt das Unternehmen Weber Schraubautomaten kollaborative Fügetechnologien in der Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern (MRK = Mensch-Roboter-Kollaboration). Mensch-Roboter-Kollaborationen kommen vorwiegend bei Schraubfällen zur Anwendung, bei denen:

  • die Zugänglichkeit zum Schraubort eingeschränkt ist,
  • vertieft liegende Schrauborte vorliegen,
  • andere Variablen den Montageprozess komplex gestalten,
  • Schraubfälle im Vakuum umgesetzt werden müssen.

Weber bietet das MRK-Schraubsystem als ultraleichte SEV-C-Schraubspindel an. Es ist als integrierte Lösung, bestehend aus Spindel, Zuführung und Steuerung ausgelegt. Im Vordergrund steht dabei ein umfassendes Schutzkonzept für die Mitarbeiter, die mit dem Roboter zeitgleich und im selben Raum kollaborieren.

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Spindeleinheit völlig kantenfrei konstruiert

Dafür ist die Spindeleinheit beispielsweise völlig kantenfrei konstruiert und von einer Schutzhülle umgeben. Die Schraubspindel ist zudem mit Sensoren ausgestattet, die Berührungen mit dem Mensch verhindern und bei Bedarf die Maschine abschaltet – alle Zuführungen und Kabel werden in einem geschlossenen Kabelpaket zusammengefasst.

Das MRK-System realisiere damit kürzere Taktzeiten der automatischen Verschraubungen bei gleichbleibend hoher Prozesssicherheit und Effizienz. Das System kann individuell an verschiedene Robotermodelle angepasst werden.

Fließlochformende Schrauben mit dem RSF 25 System

Eine weitere Fügetechnologie mit enormem Entwicklungspotenzial ist das fließlochformende Schrauben. Weber stellt mit der RSF 25 seinen Kunden aktuell bereits die vierte Generation dieser Systeme zur Verfügung.

Beim Fließlochverschrauben müssen die Bauteile vorher nicht mit Schraublöchern versehen werden. Die Schraube wird direkt in das zu fügende Bauteil gebracht und verbindet es somit.

Dazu wird das zu bearbeitende Bauteil zunächst durch die ausgeübte Andrückkraft und hohe Drehzahlen der Schraube erwärmt. Nach dem Durchdringen des Materials formt die Schraube daraufhin ein metrisches Mutterngewinde durch spanloses Furchen. Abschließend wird die Schraube mit eingestelltem Drehmoment angezogen – eine feste Verbindung entsteht.

Regionalmesse Schraubtec

Mit der „SchraubTec“ möchte die Vogel Communications Group (VCG) deutschlandweit Expertenwissen zu Schraubverbindungen, Schraubtechnik, Schraubwerkzeugen und C-Teile-Management vernetzen. Die neue Industriemesse soll an vier Orten innerhalb eines Jahres stattfinden. Aufgeteilt in West, Ost, Nord und Süd sind die beiden ersten Messen noch in 2021 geplant:

  • „SchraubTec West“ am 01.09., Forum Leverkusen
  • „SchraubTec Ost“ am 30.11., Internationalen Congress Center Dresden

Anfang 2022 folgen dann zwei weitere Messen im Norden und Süden Deutschlands.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Der Verbindungsprozess kann in kürzeren Taktraten realisiert werden. Mit der aktuellen RSF 25 hat das Unternehmen dieses Verfahren optimiert. Das robotergestützte Schraubsystem mit Spindel, automatischer Zuführung und Steuerung ist flexibel in der Anwendung. Innerhalb kurzer Zeit kann die Bauform angepasst werden, um die Zugänglichkeit zu verbessern. Gleichzeitig wird es mit der RSF 25 möglich, mehrere Schraubenlängen mit nur einem Schraubkopf zu verschrauben. Die Parametrierung des Schraubprozesses erfolgt dabei unabhängig von der Fügerichtung im Raum – so wird beispielsweise auch eine Über-Kopf-Montage möglich.

Neue Anwendungsfelder in der Fügetechnologie

Mit zunehmender Ausweitung der Anwendungsbereiche von E-Mobilität, fortschreitender Individualisierung von Montageprozessen und der Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffe wachsen die Anforderungen an Fügeverfahren hinsichtlich Kosteneffizienz und Qualität der Verschraubung. Weber bietet für alle Anforderungen aus Industrie und verarbeitendem Gewerbe eine passende Lösung der automatisierten Verbindungstechnik und setzt dazu geeignete Fügeverfahren ein.

„Der Trend zur Automatisierung von Montageprozessen wird sich angesichts des wachsenden internationalen Konkurrenzdrucks weiter fortsetzen. Weber ist in jedem Fall am Puls der Zeit und kann kurzfristig auf neue Aufgaben und Schraubfälle mit den passenden Fügeverfahren reagieren. Um die Zukunft der Verbindungstechnik muss man sich also keine Sorgen machen“, konstatiert Karl Bujnowski, Geschäftsführer von Weber.

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