Null-Fehler-Strategie für die Elektronikmontage
Überwachende Schraubwerkzeuge von Atlas Copco
Moderne Hochleistungselektroniken stehen buchstäblich unter Strom. Weil die Anforderungen an sie stetig steigen, lässt ihre Montage keine Fehler zu. Deutschlands führender Hersteller für Laborstromversorgungen hat darum seine Montage auf überwachende Schraubwerkzeuge von Atlas Copco Tools umgestellt, die etwaige Fehler schon im Fügeprozess erkennen und ausschalten.
„Heute kommt kein elektrotechnisches Labor und keine Forschungsanstalt mehr ohne uni- und bidirektionale DC-Stromversorgungsgeräte sowie DC-elektronische Lasten mit Netzrückspeisung aus“, stellt Markus Stops fest. „Diese Gerätschaften sind zum Testen von Fahrzeugelektronik und Hochvoltkomponenten aller Art unentbehrlich.“ Auch die immer wichtiger werdenden Überprüfungen rund um die Elektromobilität wären ohne sie kaum möglich, erklärt der Produktionsleiter der EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG (kurz EA) in Viersen die Bedeutung der eher unscheinbaren und nur 19 Zoll breiten High-Tech-Geräte. Dass die innovativen Geräte nach verrichteter Arbeit bis zu 96 Prozent der Energie ins Netz zurückeinspeisen können, sieht man ihren kompakten weißen Metallgehäusen nicht an.
96 Prozent Wirkungsgrad
„EA gilt als der Erfinder netzrückspeisender elektronischer Lasten und zuletzt konnten wir deren Verlustleistung auf nur noch vier Prozent minimieren", erläutert der Produktionsverantwortliche mit bescheidenem Stolz. Das sei Weltspitze, spare Kosten und vermeide außerdem aufwendige Kühlsysteme. Allerdings sehe man den Gerätschaften von außen auch nicht an, dass in ihrem Innern je nach Modell bis zu 75 funktions- und sicherheitskritische Schraubfälle stecken, räumt Markus Stops ein.
Sie korrekt und drehmomentgenau anzuziehen, sei ein absolutes Muss. Versage nur eine Schraubverbindung, könnte das eine gesamte Anlage lahmlegen. Zur Sicherstellung der Qualität prüfte EA deshalb bislang alle relevanten Verschraubungen nach, schildert Stops, während er in die Produktion führt: Die Wertschöpfungstiefe hier ist groß und umfasst das Bestücken der Platinen sowie die Komplettfertigung ganzer Vorkomponenten ebenso, wie umfangreiche Leistungstests und die Endmontage. „Wir sind bestrebt, unsere Kompetenzen mit einer möglichst hohen Fertigungstiefe im Unternehmen zu halten und bei allen wichtigen Produktionsschritten auf dem neuesten Stand zu bleiben“, unterstreicht der Produktionsleiter.
Überwachung gegen Fehler
Als jüngstes Beispiel dafür präsentiert Stops die Umstellung auf völlig neuartige Schraubwerkzeuge in der Montage. „Um maximale Prozesssicherheit und Qualität zu erreichen, wollten wir unsere Montagevorgänge lückenlos überwachen und die Schraubdaten auswerten. So können wir sie für weitere Qualitätsverbesserungen nutzen. Unsere bislang eingesetzten Akkuwerkzeugen hätten das aber nicht unterstützt. Daher nahmen wir das Angebot unseres Werkzeuglieferanten Tools-Technik-Gilges an, ein neuartiges MicroTorque-System seines Partners Atlas Copco Tools auszuprobieren.“ Dieses System sollte den Prüfaufwand der kritischen Schraubverbindungen deutlich vereinfachen und nach erfolgreichem Abschluss der Erprobungsphase sogar ganz erübrigen.
Einfacher Start
„Schon die Inbetriebnahme der ersten Ausrüstung lief denkbar einfach und intuitiv“, lobt Frank Schriefers, stellvertretender EA-Produktionsleiter: „Über die Softtasten an der MicroTorque-Schraubersteuerung konnte ich das für die Verschraubung unserer elektronischen Lasten benötigte Drehmoment von 100 Newtonzentimetern und die ideale Drehzahl in wenigen Sekunden einstellen. Das Programmieren über die Steuerung ist viel genauer und komfortabler als das mechanische Einstellen und Nachmessen des Drehmoments an den Abschaltkupplungen unserer bisherigen Akkuschrauber.“ Im Gegensatz zu denen arbeiten die direkt mit einem elektronischen Messwertaufnehmer messenden MicroTorque-Schraubspindeln wesentlich präziser und ganz ohne störanfällige Mechanik.
Werkzeug denkt für seine Bediener mit
Sobald das MicroTorque-System mit den kundenindividuellen Montageanforderungen parametriert ist, können die Bediener laut Hersteller praktisch keine Fehler mehr machen. „Das Anziehmoment und der Eindrehwinkel jeder einzelnen Verschraubung wird überwacht. So sind fehlerhaft angezogene Schrauben tatsächlich ausgeschlossen“, urteilt Schriefers. Sollte etwa eine Schraube mit Gewindefresser verbaut werden oder der Bediener den Starterhebel des Werkzeugs zu früh loslassen gibt das MicroTorque-System sofort eine Alarmmeldung und fordert zur Korrektur auf.
Zudem verhindere die integrierte Batch-Zählung, dass eine Schraube in einer Montagesequenz vergessen wird, bekräftigen Frank Schriefers und Markus Stops ihre positiven Betriebserfahrungen: „Die Zählfunktion unterstützt den Mitarbeiter und macht den Prozess sicherer. Darüber hinaus erspart uns die intelligente Überwachung nachfolgende Prüfschritte.“
Intelligent vernetzte Nutzung der Montagedaten
Dank der konsequenten Überwachung von Drehmoment und Drehwinkel können keine fehlerhaft montierten Module die Fertigungsstation unentdeckt verlassen und die EA Elektro-Automatik GmbH & Co. KG gewinnt durch das dokumentierende Atlas-CopcoSystem zusätzliche Sicherheit. Mit den erfassten Daten könnte der Viersener Elektronikhersteller im Falle einer Beanstandung auf schnellstem Weg nachweisen, dass jede Schraubverbindung in der Produktion genau nach ihren Spezifikationen angezogen wurde. Auch aus diesem Grund haben Stops und Schriefers bereits nach kurzer Zeit fünf weitere der ESD-zertifizierten und Reinraum-zugelassenen Atlas-Copco-Schrauber in ihre Fertigung eingebunden.
Produktivitätssprung: Plus 30 Prozent
„Unsere Erwartungen in puncto Ergonomie, Qualität und Prozesssicherheit wurden voll erfüllt. Wir haben unsere Montage inzwischen vollständig auf die MicroTorqueAusrüstungen umgestellt“, betont Markus Stops. Durch die einfache Handhabung des flexiblen Systems und den Wegfall der früher nötigen Prüfschritte konnten wir die Gesamtproduktivität in unserer Montage um beachtliche 30 Prozent steigern“, freut sich der EA-Produktionsleiter.
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