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Null-Fehler-Fertigung in 1,8 s

Schraubtechnik: Spritzgussteile bei laufender Rundtakt-Montage prüfen
Null-Fehler-Fertigung in 1,8 s

In eine Montageanlage mit Rundtakttisch hat Sondermaschinenbauer Manousek einen Microtorque-Schrauber von Atlas Copco Tools integriert. Damit lassen sich Systeme für die Blutabnahme fehlerfrei fertigen.

Für den Medizintechnik-Spezialisten Greiner Bio-One hat der Wiener Sondermaschinenbauer Manousek Maschinenbau einen Rundtakttisch entwickelt, der die Montage eines Blutabnahmesystems weiter automatisiert und zudem zahlreiche Kontrollfunktionen übernimmt. Die Blutabnahmesysteme bestehen aus Röhrchenhalter, Verletzungsschutzkappe sowie dem Nadelträger mit der Nadel und zwei weiteren Schutzkappen. „Nadelträger und Röhrchenhalter wurden zuvor manuell verschraubt“, erklärt Geschäftsführer Michael Manousek, „das wollte Greiner ändern.“ Der Rundtakttisch verbindet nun beide Bauteile automatisch und montiert zusätzlich die Verletzungsschutzkappe, die den Anwender nach Gebrauch vor Verletzung und Infektion schützt. Dann werden die fertig montierten Einheiten in eine Tiefziehmaschine übergeben und verpackt.

Doch die Anlage stellt nicht nur sicher, dass das richtige Bauteil montiert wird: „Sie prüft zusätzlich die Leichtgängigkeit der Verschraubung bei verschiedenen Gewindelängen – und damit die Qualität der Spritzgussteile“, erläutert Michael Manousek. Um das umsetzen zu können, mussten die Wiener zunächst ein Schraubsystem finden, das den sehr niedrigen Drehmomentbereich von 2 bis 10 Ncm prozesssicher beherrscht. Fündig wurden die Manousek-Ingenieure bei Atlas Copco Tools, deren Elektroschrauber der Microtorque-Serie sich für Drehmomente ab 0,5 Ncm und Schraubengrößen ab M 0,6 eignen – auch bei hohen Stückzahlen.
Das in der Rundtaktmaschine verbaute Microtorque-System erkennt, ob ein zu montierender Nadelträger das richtige Gewinde aufweist. Die einzelnen Nadelträger unterscheiden sich hinsichtlich der Gewindelänge sowie der maximal zulässigen und benötigten Einschraubmomente. „Der Schrauber zählt beim Anziehen die Umdrehungen und erhält so eine erste Kontrollgröße, ob es sich um den richtigen Nadelträger handelt“, fährt Manousek fort. Zusätzlich werde das Drehmoment erfasst. „Innerhalb eines zuvor definierten Drehwinkels muss das Maximalmoment erreicht werden – nur dann weiß man, dass alles ordnungsgemäß verschraubt ist.“ Bei Abweichungen wird das entsprechende Blutabnahmesystem zunächst als n. i. O. (nicht in Ordnung) aussortiert, bei drei aufeinander folgenden N.i.O.-Meldungen wird die Anlage sogar gestoppt. „In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass die falschen Teile zugeführt werden; das sollte dann überprüft werden“, sagt Manousek.
Die Steuerung des Microtorque-Schraubers speichert bis zu 16 Schraubparameter und kann über acht Anzugsstufen montieren. Das erleichtert die Montage mehrerer Varianten mit abweichenden Gewindelängen und Drehmomentwerten, denn für jede Variante lässt sich ein eigenes Programm hinterlegen. In der Anlage für Greiner Bio-One stellt die Steuerung, passend zur jeweiligen Artikelnummer, die richtigen Werte für Drehwinkel, Zahl der Umdrehungen (sowohl beim Vorschrauben als auch beim Anziehen) und Drehmoment bereit.
Eine Herausforderung für die Wiener Maschinenbauer beim Bau der Rundtaktmaschine war zudem die kurze Taktzeit. Gerade einmal 1,8 s darf der ganze Vorgang dauern. „In dieser kurzen Zeitspanne mussten wir nicht nur den Schraubvorgang selbst unterbringen, sondern auch alle zusätzlichen Aufgaben abarbeiten“, betont Michael Manousek. Und das seien einige: Nadel vorstecken, Schrauber aufsetzen, vordrehen, anziehen, Schrauber zurückfahren und dabei zusätzlich bei jedem Zyklus eine Referenzfahrt machen, um den Schrauber in eine definierte Position zu bringen. Der Grund: Der Schrauber setzt mit einer Konturhülse auf der Nadelschutzkappe auf, um den Nadelträger zu verschrauben. Nur wenn das präzise in einer definierten Position erfolgt, lässt sich die Zahl der Umdrehungen beim Einschrauben genau erfassen. „Als einzige Modifikation haben wir deshalb die Nuss mit einer Schaltnocke ausgestattet“, so Manousek weiter. Über einen induktiven Näherungsschalter könne man so exakt in der gewünschten Position stoppen.
Greiner Bio-One ist mit der Anlage sehr zufrieden, da man nun den Prozess und damit die Fertigungsqualität permanent überwachen kann. Nicht zuletzt, weil sich die Daten des Schraubsystems statistisch auswerten lassen – was wiederum Rückschlüsse auf die Qualität der Kunststoff-Spritzgussteile zulässt. „All das war in der Vergangenheit nur stichprobenweise möglich“, blickt Michael Manousek zurück. Mit dem neuen System dagegen sind etwaig zu hohe Toleranzen der Kunststoffteile schnell entlarvt.
Thomas Preuß Fachjournalist in Königswinter

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