Höhere Funktionsintegration beim Ultraschallschweißen

Pressen, prüfen, printen in einem Werkzeug kombiniert

In teilautomatisierten Multihead-Maschinen werden häufig mehrere Prozesse integriert, um auf engem Raum eine hohe Funktionsdichte zu erzielen. Teilmontagen, Bauteilerkennungen und -abfragen, sowie verschiedene Prüfverfahren kommen zum eigentlichen Fügeprozess hinzu. Die Ultraschall-Schweißmaschine verknüpft alle Zusatzfunktionen und schafft Schnittstellen.

Funktionsintegration Mehrkopf-Schweißmaschine für Automobil-Motorabdeckung - der gesamte Werkzeugwechselsatz.

Kennt man den Begriff der Funktionsintegration klassischer Weise aus der Konstruktionslehre mit dem Ziel, mit möglichst wenigen Bauteilen möglichst viele technische Funktionen abzudecken, ist sie auch aus modernen Fertigungsprozessen kaum mehr wegzudenken. Mehrere Prozessschritte werden in einer Fertigungseinheit zusammengefasst, um die Wertschöpfung die Effizienz zu erhöhen. Die Prozesskette muss nicht unterbrochen werden - ein Beitrag, um Stückkosten zu senken und die Produktionssicherheit zu erhöhen.

Ein Beispiel liefert das Verschweißen großer, komplexer Kunststoffteile auf Mehrkopfmaschinen. Die Integration zusätzlicher Funktionen wird hier schon lange praktiziert, die Vorteile liegen auf der Hand: Kunststoffbauteile mit empfindlicher Oberfläche müssen nur einmal verlässlich in eine Bauteilaufnahme gelegt werden und das Vermeiden unnötigen Teilehandlings spart Zeit und schont das Produkt. Die mehrteilige Motorabdeckung wird assembliert und mit einer Akustikdämmmatte verschweißt. Der Werkraum der Maschine enthält eine Vielzahl an Zusatzfunktionen. Unter anderem werden Gummidämpfer mechanisch eingepresst und auf richtigen Sitz abgefragt, ein Barcode-Etikett wird gedruckt und nach dem Aufbringen auf Lesbarkeit geprüft, sowie eine dauerhafte Gravur ins Bauteil eingebracht.

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Kennzeichnung für Nachverfolgbarkeit

Bauteile zu identifizieren, voreingestellte Parameter anzuwählen und Schweißprozess-Daten zu speichern - heute selbstverständliche Anforderungen an Steuerungsarchitektur und Ultraschallgenerator-Software. Über gängige Feldbusschnittstellen werden diese Daten einer übergeordneten SPS zur Verfügung gestellt und in einer Datenbank dem Bauteil zugeordnet. Neben der Dokumentation der Schweißparameter gehört zu einer lückenlosen Nachverfolgbarkeit die individuelle Bauteilkennzeichnung zur Identifizierung. Herrmann Ultraschall bietet verschiedene Möglichkeiten an, um den unterschiedlichen Branchenanforderungen gerecht zu werden. So wird beispielsweise, getrieben von der amerikanische FDA, künftig eine UDI-Kennzeichnung (Unique Device Identifikation) für medizinische Produkte gefordert. Abhängig von Bauteilgeometrie und gewünschter Dauerhaftigkeit kommen Verfahren wie Ritzprägen, Laser, Tintenstrahl oder Barcode-Etiketten zum Einsatz. Der Kunde wählt das geeignete Markierverfahren, das als Zusatzfunktion in das Gesamtkonzept der Ultraschall-Schweißmaschine integriert wird.

Zur Fakuma ist als Studie und Exponat die Prozessverkettung mehrerer Arbeitsschritte angekündigt. Zu sehen sei eine modulare Ultraschall-Serienmaschine HiQ Dialog, kombiniert mit sensitivem Kleinroboter, Kamera und Kennzeichnungsgerät. Der Roboter ermögliche das mehrachsige Handling der Schweißteile. Eine Kamera prüft die Teile auf Vollständigkeit und Qualität. Nach dem Schweißvorgang werden die Teile eindeutig mit aktuellem Datum, Uhrzeit und individueller Schweißteilnummer gekennzeichnet.

Fakuma, Halle A4, Stand 4108

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