IoT-Plattform

Meinolf Droege,

Ultraschall-Schweißen kleiner Kunststoffteile

Präzises Steuern soll für schnelleres, wiederholbares und qualitativ hochwertiges Schweißen komplizierter Bauteile sorgen.

Eine neue Serie von Ultraschallgeräten soll Produktionseffizienz und Qualität gleichermaßen erhöhen. © Emerson

Emerson hat eine neue Generation von Ultraschallschweißgeräten der Marke Branson speziell für die Montage kleinerer und komplizierterer Kunststoffbauteile auf den Markt gebracht. Kunststoffbauteile in der Medizin-, Elektronik- und Automobilindustrie werden zunehmend miniaturisiert, mit eingebetteter Elektronik, komplizierten Designs und geringeren Wanddicken ausgestattet. Schweißgeräte mit hohen oder die Druckfestigkeit des Bauteils übersteigenden Triggerkräften machen es häufig unmöglich, kleine und zerbrechliche Teile sicher zu schweißen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat Emerson ein elektromechanisches Vorschubsystem entwickelt, das eine bisher nicht gekannte Regelungs- und Positionsgenauigkeit bieten soll. Sie kombiniert Antriebseinheit, Software-Optimierungen und die von Branson entwickelte dynamische Kraftnachführung, sodass der Bereich möglicher Triggerkräfte sehr groß sei – bis zu den niedrigsten vergleichbarer Geräte. Das Vorschubsystem verbessere außerdem die Positionsgenauigkeit der Plattform GSX, was ein schnelleres Schweißen fragiler, komplizierter Bauteile ermögliche.

Dank der hochgradig konfigurierbaren Schweißplattform kann der Anwender mit vielen unterschiedlichen Teilen und Anwendungsarten arbeiten. In nur einer Schweißung lässt sich eine Vielzahl von Schweißparametern und Vorschubmodi verwenden. So seien gleichmäßige und qualitativ hochwertige Schweißverbindungen erreichbar. Durch Einsatz eines Mehrkernprozessors und eines Linearantriebs mit Wegmesssystem kann das mehrstufige Vorschubsystem auf Basis von Echtzeit-Rückkopplung unmittelbar angepasst werden. Damit sei unabhängig vom Schweißsystem eine konstante Präzision und Wiederholgenauigkeit gewährleistet.

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Die modulare Plattform GSX bildet die Grundlage für ein breites Produktangebot, das in den nächsten zwei Jahren auf den Markt kommen und Bedürfnisse spezifischer Kundenanwendungen abdecken soll. Die Plattform kann für jede Kundenumgebung konfiguriert werden, vom autonomen System für als Handarbeitsplatz bis hin zu halb- und vollautomatisierten Fertigungslinien. Dank einfacher Integrierbarkeit in digitale Umgebungen und die standardisierte Datenübertragung sei die Plattform Industrie 4.0/IIoT-fähig und stellt nützliche Leistungs- und Diagnosedaten zur Unterstützung von Produktionseffizienz, Rückverfolgbarkeit und für die Verbesserung der Wartung bereit.

Zur Überbrückung eventueller Qualifikationsdefizite von Bedienern helfe die einfache und intuitive Software, unterstützt durch 4“- und 12“-Touchscreens, die dem Bediener ein schnelleres und korrektes Einrichten und eine Verkürzung der Anwendungstestzeiten ermöglichen soll. Dies führe dazu, dass sich die Inbetriebnahmezeit in den meisten Anwendungen um bis zu 60 Prozent verkürze – bei Sicherstellung der Schweißqualität. Durch die Speicherung von Ausrichtungsinformationen und Einrichtung können GSX-Einheit und Werkzeug laut Anbieter in weniger als fünf Minuten getauscht werden, während dies bei konventionellen Ultraschallschweißgeräten mehr als eine Stunde in Anspruch nehmen könne. Die Fähigkeit, Umstellungen schneller durchführen zu können, ermöglicht das Schweißen verschiedenartiger Bauteile ohne allzu große Auswirkungen auf den Produktionszeitplan.

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