Nový plast přinesl velký kvalitativní skok u ventilových systémů

Společnost Aventics změnila typ plastu používaného ve ventilových systémech dialyzačních jednotek. Dříve používané pneumatické utahováky však překračovaly předepsané hodnoty utahovacího momentu. Docházelo ke strhnutí závitů a dramaticky vzrostl podíl neshodných dílů. Řešením byl šroubovák MicroTorque. Pomocí tohoto nástroje lze nový materiál montovat bezpečným způsobem.

11. září 2018

„Pneumatické součásti, které jsou robustní a kompaktní, mají čím dál větší význam v oblasti medicíny,“ říká Daniel Gebert, který odpovídá za řízení kvality ve společnosti Aventics GmbH v Laatzenu. „V medicíně roste potřeba řešení pro nízkotlaké aplikace s vysokým stupněm elektrické a funkční integrace,“ doplňuje. Jako příklad rozsáhlého produktového portfolia společnosti popisuje ventilový systém dialyzační jednotky. „Takovéto součásti kombinují přesnost s extrémní spolehlivostí a naše společnost neustále zlepšuje své produkty.“

Změna typu plastu vedla k uvolňování šroubů

V rámci nepřetržitého vývoje produktů se společnost Aventics rozhodla vyrábět základní desky systému z nového typu plastu. Ve fázi před spuštěním sériové výroby se však šrouby často uvolňovaly ze závitů. Daniel Gebert spustil kampaň na řešení problému a konstrukční tým se velmi podrobně podíval na celkový proces a brzy objevil příčinu. Dříve používané pneumatické přímé utahováky nebyly jednoduše vhodné pro nový materiál základní desky. Z konstrukčních důvodů mohou nástroje takovéhoto typu utahovat pouze šrouby s pevnou hodnotou utahovacího momentu a při pevných otáčkách. „Kvůli setrvačnosti nástroje docházelo často ke stržení závitů při dotahování samořezných vrutů,“ říká Gebert. Přestože je nový plast mnohem vhodnější z chemického hlediska, na druhou stranu je ale více citlivý. Dříve používaná plastová součástka byla silnější, tužší a pevnější a nedocházelo k jejímu poškození ani při opakovaném překročení extrémně nízké předepsané hodnoty utahovacího momentu 18 cNm (= 18 centinewtonmetrů nebo setin newtonmetru = 0,18 Nm). Kvůli změně na nový materiál musela společnost Aventics přehodnotit používané utahovací systémy a zajistit bezpečnost montážního procesu.

proces montáže zdravotnických pneumatických ventilů

Foto: Atlas Copco Tools

„Používáme pneumatické nástroje již 20 let a nikdy jsme neměli žádné problémy,“ vysvětluje Daniel Gebert, „ale nikdy jsme také nevytvářeli tak složité a miniaturní montážní aplikace.“ Aplikací myslí instalaci 22 miniaturních ventilů s filtry a objímkami na základní desku o celkové velikosti 12 × 14 cm pomocí 44 samořezných vrutů M1,6 s hlavami Torx-T2. Po procesu montáže následuje 100% kontrola. „Pokud je zjištěna závada vyžadující předělání nebo výměnu, další pracovní náklad na každou jednotlivou součást je přibližně 20 EUR,“ uvádí Gebert. Společnost Aventics s vděčností přijala doporučení oddělení Atlas Copco Tools, aby začala ve své aplikaci používat nově vyvinuté vřeteno MicroTorque. Toto vřeteno je digitálně monitorováno a proudově řízeno a překvapilo tým společnosti Aventics širokým pracovním rozsahem 12,5 až 50 cNm (0,125 až 0,5 Nm) a také snadným provozem a všestranností.

“V porovnání s ručními pneumatickými přímými utahováky je systém MicroTorque mnohem tišší a přesnější”

Frank Straubel , Zaměstnanec společnosti Aventics

Sofistikovaná strategie utahování vyzrála nad materiálem

Přestože mají samořezné vruty o průměru 0,93 mm pouze závit se čtyřmi a půl otáčkou, vřeteno MicroTorque typu QMC41-50-HM4 provádí třífázový proces utahování i na takto velmi krátké vzdálenosti. Daniel Gebert podrobně popisuje celý proces: „Na začátku utahovacího cyklu se šroubovák otáčí pomalejší rychlostí, aby bylo možné vložit nástroj do hlavy šroubu Torx-T2. Po dokončení fáze vložení se systém přepne na fázi úhlového otáčení a šroub se utáhne rychlostí 500 ot./min, dokud se hlava nedotkne povrchu materiálů. Okamžitě po dosažení tohoto bodu se otáčky dramaticky sníží na 210 ot./min a vrut je dotažen na konečnou hodnotu utahovacího momentu 18 centinewtonmetrů ve fázi řízeného utahování.“ Díky tomu, že lze otáčky volně programovat ve všech fázích, je možné systém MicroTorque přizpůsobit široké škále utahovacích aplikací. Optické a akustické signály na šroubováku a řídicí jednotce poskytují obsluze po celou dobu přehled o výsledcích montáže. Do konce podzimu provedl systém 80 000 montáží bez jakýchkoliv problémů.

“Po přechodu na řízené a monitorované utahování poklesl podíl zamítnutých dílů prakticky na nulu”

Ayhan Horoz , Plánovač výroby

Udržování přehledu o kvalitě pomocí podrobných grafů utahování

Nově vyvinutý systém od společnosti Atlas Copco dokáže mnohem více, zdůrazňuje Gebert: „Řídicí jednotka MicroTorque je extrémně kompaktní a grafické funkce jsou naprosto fantastické. Musíme pouze připojit standardní počítač a řídicí jednotka umí vytisknout podrobné křivky a grafy utahování.“ Vizualizace je přehledná a jednoznačná. Analýzou grafů utahování může společnost Aventics nyní interpretovat proces utahování v daleko větších podrobnostech a přesně pochopit, co se přihodilo v každé fázi postupu. „To s pneumatickými nástroji prostě nebylo možné.“

Grafy utahování ukazují kvalitu dodaných součástí

“Grafy nám dávají přesný obrázek o fluktuacích vkládacího odporu. K tomu může docházet, pokud jsou průměry předvrtaných otvorů v součástkách vyráběných vstřikováním do forem mimo specifikované tolerance. Během vkládání vrutu šroubovák MicroTorque zjišťuje změny hodnot tření v mikro-rozsahu. ”

Ayhan Horoz , Plánovač výroby
montážní proces společnosti aventics

Foto: Atlas Copco Tools

Další výhodu nabízí systém šroubováku. Ayhan Horoz říká, že poskytuje pomoc při hodnocení kvality součástí nakoupených od dodavatelů. Společnost Aventics dokáže kompenzovat takovéto fluktuace seřízením parametrů utahování nebo zamítnutím příslušných součástí a odesláním reklamace dodavatelům, pokud jsou hodnoty příliš mimo specifikovaný rozsah. Díky tomuto přístupu byly odhaleny ty nejmenší fluktuace v povlacích šroubů nebo dalších vlastnostech materiálů plastových dílů.

Obrázek: S využitím řízeného systému šroubováku MicroTorque montuje Frank Straubel pneumatické součásti pro zdravotnické přístroje. Utahuje ventilové systémy pomocí 44 extrémně malých vrutů M1,6. Počet operací utahování se počítá automaticky.

Obsluha oceňuje ergonomické výhody

aventics

Vedoucí oddělení kvality ve společnosti Aventics Daniel Gebert (vlevo) a plánovač výroby Ayhan Horoz (foto: Atlas Copco Tools)

Kromě významného zlepšení zabezpečení procesu a technického výkonu je klíčovým faktorem také přijetí ze strany zaměstnanců. V porovnání s pneumatickými utahováky je systém MicroTorque velmi tichý. Kromě toho je malé vřeteno QMC41-50-HM4 podepíráno lineárním ramenem, které usnadňuje obsluze práci. Díky těmto přednostem pracovníci nové zařízení brzy uvítali. „Díky třífázovému postupu utahování můžeme dosahovat vysoké přesnosti utahovacího momentu, a tím pádem vyvíjet správný tlak, který je tak důležitý pro dotahování, a to od první po poslední operaci utahování,“ říká Daniel Gebert, který nakoupil všestranný systém MicroTorque po úspěšném zkušebním provozu. Nyní provádíme montážní práce daleko lépe, než tomu bylo dříve.“

“Díky třífázovému procesu utahování jsme drasticky snížili podíl zamítnutých dílů a nyní vyrábíme mnohem přesněji než dříve”

Daniel Gebert , Vedoucí oddělení kvality

Autor: Heiko Wenke