Nový plast prináša kvalitatívny pokrok pre systémy ventilov

Spoločnosť Aventics zmenila plast na systémy ventilov jednotiek na dialýzu. Pneumatické uťahovačky, ktoré sa predtým využívali, prekračovali určené hodnoty uťahovacieho momentu. Výrazne stúpol počet zničených závitov a vyradených produktov. Riešením bol skrutkovač MicroTorque. Pomocou tohto nástroja možno nový materiál bezpečne zmontovať

Utorok, 2018, septembra 11

„Pneumatické komponenty, ktoré sa vyznačujú robustnosťou a kompaktnými rozmermi, sú v oblasti prírodných vied čoraz dôležitejšie,“ hovorí Daniel Gebert, ktorý zodpovedá za riadenie kvality v spoločnosti Aventics GmbH v meste Laatzen. „Zdravotníctvo si čoraz častejšie vyžaduje riešenia využívajúce nízky tlak vzduchu s vysokým stupňom elektrickej a funkčnej integrácie,“ dodáva. Ako príklad z rozsiahleho portfólia produktov svojej spoločnosti uvádza systém ventilov jednotky na dialýzu: „Podobné komponenty sa vyznačujú presnosťou a mimoriadnou spoľahlivosťou. Neustále vylepšujeme svoje produkty.“

Zmena plastu bola príčinou uvoľnených skrutiek

V rámci neustáleho ďalšieho vývoja svojich produktov sa spoločnosť Aventics rozhodla použiť nový druh plastu na zadný panel systému. Vo fáze pred uvedením do sériovej výroby však často dochádzalo k poškodeniu závitov skrutiek. Daniel Gebert spustil iniciatívu na vyriešenie problému. Tím technikov sa dôkladne pozrel na celú aplikáciu a čoskoro odhalil príčinu problému. Pneumatické priame uťahovačky, ktoré sa predtým používali, neboli jednoducho vhodné na nový materiál zadného panela. V dôsledku zmeny konštrukcie môžu nástroje tohto typu uťahovať skrutky len s pevne stanovenou hodnotou momentu a otáčok. „Pretože zotrvačnosť nástroja jednoducho spôsobí poškodenie závitov pri uťahovaní samorezných skrutiek,“ hovorí Gebert. Napriek tomu, že bol nový plast vhodnejší z chemického hľadiska, bol aj jemnejší. Predtým používaný plastový diel bol hrubší, odolnejší a pevnejší, preto pri mimoriadne nízkej stanovenej hodnote momentu 18 cNm (= 18 Newton centimetrov alebo stotín Newton metra = 0,18 Nm) nedochádzalo k jeho poškodeniu ani pri opakovanom prekročení tejto hodnoty. Výmena za nový materiál dala spoločnosti Aventics dôvod prepracovať systémy uťahovania, ktoré sa predtým používali, s cieľom zaistiť bezpečný proces montáže.

montážny proces pneumatických ventilov zdravotníckych zariadení

Foto: Atlas Copco Tools

„Pneumatické nástroje sme používali už 20 rokov a nikdy predtým sme nemali žiadne problémy,“ vysvetľuje Daniel Gebert, „nikdy predtým sme však nemuseli vykonávať takú zložitú, miniaturizovanú aplikáciu.“ Aplikácia si vyžadovala inštaláciu 22 miniatúrnych ventilov spolu s filtrami a manžetami na základný panel s celkovou veľkosťou 12 cm x 14 cm pomocou celkovo 44 samorezných skrutiek M1,6 s hlavami Torx-T2. Po montáži nasledovala 100 % kontrola. „V prípade zistenia chyby, ktorá si vyžaduje prerobenie alebo výmenu, sú dodatočné pracovné náklady na každý komponent už 20 EUR,“ hovorí Gebert. Spoločnosť Aventics s radosťou prijala návrh spoločnosti Atlas Copco Tools, aby na tento účel použila novovyvinutý hriadeľ MicroTorque. Digitálne monitorovaný hriadeľ regulovaný elektrickým prúdom prekvapil tím spoločnosti Aventics širokým pracovným rozsahom 12,5 až 50 cNm (čo zodpovedá 0,125 až 0,5 Nm), rovnako ako jednoduchosťou používania a svojou všestrannosťou.

“V porovnaní s ručnými priamymi pneumatickými uťahovačkami je systém MicroTorque oveľa tichší a presnejší”

Frank Straubel , Zamestnanec spoločnosti Aventics

Prepracovaná stratégia uťahovania si poradí s každým materiálom

Napriek tomu, že samorezné skrutky s priemerom 0,93 mm majú len štyri a pol závitu, hriadeľ MicroTorque, typ QMC41-50-HM4, vykoná na tejto veľmi krátkej vzdialenosti trojfázový proces uťahovania. Daniel Gebert podrobne popisuje celý proces: „Na začiatku cyklu uťahovania sa nástavec skrutkovača otáča pomalšie, aby sa zasunul do hlavy skrutky Torx-T2. Po dokončení fázy zasunutia systém prejde do fázy uhla otáčania, pričom sa skrutka uťahuje rýchlosťou 500 ot./min., kým sa hlava nedotkne povrchu materiálu. Bezprostredne po dosiahnutí tohto bodu sa otáčky hriadeľa výrazne znížia na hodnotu 210 ot./min. a skrutka sa utiahne na cieľovú hodnotu momentu 18 Newton centimetrov vo fáze regulovaného momentu.“ Vzhľadom na to, že rýchlosť otáčania možno v každej fáze voľne programovať, systém MicroTorque sa dokáže prispôsobiť rôznym druhom uťahovania. Vďaka vizuálnym a zvukovým signálom skrutkovača a regulátora má operátor neustály prehľad o výsledkoch montáže. Do druhej polovice jesene systém bez akýchkoľvek problémov vykonal 80 000 montážnych cyklov.

“Po prechode na regulované, monitorované uťahovanie klesol počet vyradených produktov prakticky na nulu”

Ayhan Horoz , Plánovač výroby

Dôsledná kontrola kvality pomocou podrobných plánov uťahovania

Novovyvinutý systém od spoločnosti Atlas Copco dokáže ešte oveľa viac, Gebert zdôrazňuje: „Regulátor MicroTorque je mimoriadne kompaktný a grafické funkcie sú jednoducho fantastické. Stačí ho pripojiť k bežnému počítaču a regulátor dokáže tlačiť podrobné krivky a plány uťahovania.“ Vizualizácia je prehľadná a jednoznačná. Pomocou analýzy plánov uťahovania môže teraz spoločnosť Aventics oveľa podrobnejšie skúmať proces uťahovania a porozumieť tomu, čo sa v každej z fáz procesu odohráva. „S pneumatickými nástrojmi to nebolo možné.“

Plány uťahovania obsahujú údaje o kvalite dodávaných komponentov

“Grafy poskytujú presné informácie o rozdieloch v odpore pri zasúvaní. Môže k nemu dochádzať, ak sú priemery predvŕtaných závitových otvorov v komponentoch odlievaných vstrekovaním mimo určených tolerancií. Počas zasúvania skrutiek skrutkovač MicroTorque zisťuje rozdiely v hodnotách trenia v rozsahu mikrometrov. ”

Ayhan Horoz , Plánovač výroby
montážny proces v spoločnosti Aventics

Foto: Atlas Copco Tools

Za ďalšiu výhodu systému skrutkovača Ayhan Horoz považuje skutočnosť, že nástroj poskytuje pomoc pri kontrole kvality komponentov nakupovaných od dodávateľov. Spoločnosť Aventics môže takéto odchýlky kompenzovať nastavením parametrov uťahovania alebo odmietnutím príslušných komponentov a odoslaním reklamácií dodávateľom, ak hodnoty výrazným spôsobom nespĺňajú určený rozsah. Vďaka tomuto prístupu možno odhaliť aj minimálne odchýlky v povrchovej úprave skrutiek alebo vo vlastnostiach materiálu plastových dielov.

Na obrázku pomocou regulovaného systému skrutkovača MicroTorque Frank Straubel zostavuje pneumatické komponenty pre oblasť prírodných vied. Uťahuje systémy ventilov pomocou 44 mimoriadne malých skrutiek veľkosti M1,6. Počet uťahovaní sa počíta automaticky.

Operátori oceňujú výhody v oblasti ergonomiky

Aventics

Manažér kvality v spoločnosti Aventics Daniel Gebert (vľavo) a plánovač výroby Ayhan Horoz (Foto: Atlas Copco Tools)

Okrem výrazného zlepšenia bezpečnosti a technických parametrov procesu je kľúčovým faktorom aj prijatie pracovníkmi. V porovnaní s pneumatickými uťahovačkami je systém MicroTorque prakticky nehlučný. Malý hriadeľ typu QMC41-50-HM4 navyše podopiera lineárne rameno, čo ešte viac uľahčuje prácu operátorovi. Vďaka tomu operátori toto nové vybavenie rýchlo uvítali. „Trojfázový proces uťahovania nám umožňuje dosahovať vysokú presnosť uťahovacieho momentu. Preto používame správny tlak, ktorý je pri uťahovaní veľmi dôležitý – od prvého po posledné uťahovanie,“ hovorí Daniel Gebert, ktorý nakúpil všestranný systém MicroTorque po úspešnom absolvovaní skúšok. „Teraz vykonávame montáž tak dobre ako nikdy predtým.“

“Vďaka trojfázovému procesu uťahovania sa nám podarilo výrazne znížiť počet vyradených výrobkov a teraz vyrábame výrobky presnejšie než v minulosti”

Daniel Gebert , Manažér kvality

Napísal Heiko Wenke