Kvalitetsproblem i samband med materialbyte löstes med smarta monteringsverktyg

Aventics bytte till nytt plastmaterial i sina ventilsystem för dialysenheter. De fick då problem med de pneumatiska mutterdragarna som överskred de angivna vridmomentvärdena. Gängorna förstördes och felfrekvensen ökade drastiskt. Lösningen blev elektriskt fixturerade skruvdragare, efter bytet till de nya skruvdragarna kunde ventilsystemen monteras i en säker process med garanterad kvalité.

Essen, april 2016. ”Pneumatiska komponenter som är robusta och kompakta blir allt viktigare i medicinteknikbranschen”, säger Daniel Gebert, ansvarig för kvalitetsstyrning vid Aventics GmbH i Laatzen. Som ett exempel ur Aventics omfattande produktportfölj beskriver han ett ventilsystem för dialysenheter: ”I sådana komponenter måste det finnas både precision och extrem tillförlitlighet. Vi arbetar ständigt med att förbättra våra produkter."

Byte av plast resulterade i lösa skruvar

För att förbättra sin produkt bestämde sig Aventics för att använda en ny typ av plast för ventilsystemets basplatta. Men redan i förproduktionen märkte man att gängorna förstördes. Daniel Gebert gav ingenjörsteamet i uppdrag att ta en närmare titt på hela applikationen. De fann snabbt orsaken till problemet. De traditionella pneumatiska skruvdragarna som tidigare använts lämpade sig helt enkelt inte för materialet i den nya basplattan. ”Den typen av verktyg kan endast dra åt skruvarna med ett fast momentvärde och vid en fast hastighet vilket resulterade i att gängorna förstördes när de självgängande skruvarna drogs åt”, säger Daniel Gebert. Samtidigt som den nya plasten kemiskt sett var bättre var den också svårare att dra skruv i.

Operatören Frank Straubel på Aventics monterar ventilsystem. (Foto Atlas Copco Tools Central Europe)

Den tidigare plastkomponenten var tjockare, hårdare och starkare, och skadades inte om det låga vridmomentet överskreds upprepade gånger. Bytet till nytt material gav Aventics anledning att överväga om de tidigare verktygen verkligen var lämpliga för att garantera en säker monteringsprocess. ”Vi har använt pneumatiska skruvdragare i 20 år och aldrig haft några problem tidigare, men vi har heller aldrig haft en så liten och komplex monteringsapplikation tidigare”, förklarar Daniel Gebert. Applikationen kräver installation av 22 miniatyrventiler komplett med filter och hylsor på en basplatta som är ca 12x14 cm och har totalt 44 självgängande M1.6-skruvar med torx-T2-huvuden. Efter monteringen görs en hundraprocentig inspektion. ”Om ett fel som kräver omarbetning eller utbyte upptäcks blir den extra arbetskostnaden för varje enskild komponent cirka 20 euro”, säger Daniel Gebert.

Aventics välkomnade därför förslaget från Atlas Copco att testa den nyutvecklade elektriska fixturerade QMC-skruvdragaren. Skruvdragaren, som är digitalt övervakad och strömstyrd, överraskade Aventics-teamet med sitt breda arbetsområde, samt dess enkelhet och mångsidighet.

Sofistikerad åtdragningsteknik som inte skadar materialet

Aventics kvalitetschef Daniel Gebert (till vänster) och produktionsplanerare Ayhan Horoz utbytte regelbundet erfarenhet med experter från Atlas Copco under testfasen av den nya QMC-spindeln. (Foto Atlas Copco Tools Central Europe)

Med QMC-skruvdragaren genomförs åtdragningsprocessen i tre steg trots att de självgängande skruvarna endast har fyra och ett halvt gängvarv med en diameter på 0,93 mm. Daniel Gebert beskriver processen i detalj: ”I första åtdragningssteget roterar skruvdragaren med låg hastighet för att äntra skruven. När första steget är klart växlar systemet till vinkelsteget och skruven dras åt med 500 rpm tills huvudet kommer i kontakt med materialytan. Därefter minskas varvtalet till 210 rpm och skruven dras åt till det slutliga momentvärdet på 18 cNm i ett momentreglerat steg.” Eftersom rotationshastigheten kan programmeras fritt i alla steg kan systemet anpassas till många olika åtdragningsapplikationer. ”Tack vare åtdragningsstrategin får vi hög precision i varje åtdragning och vi har minskat vår felfrekvens praktiskt taget till noll och producerar nu mer preciserat än någonsin tidigare”, säger Daniel Gebert, som köpte in det mångsidiga systemet efter lyckade testresultat. ”Vårt monteringsarbete fungerar nu bättre än någonsin.” Fram till senhösten 2016 hade systemet genomfört 80 000 monteringscykler utan några problem.

Håller ett vakande öga på kvalitet med detaljerat åtdragningsdiagram

Operatören Frank Straubel monterar ventilsystem med 44 små M1,6-skruvar. ”Jämfört med handhållna pneumatiska skruvdragare är QMC-systemet mer tystgående och preciserat”, säger Frank Straubel. (Foto Atlas Copco Tools Central Europe)

Daniel Gebert betonar att det nyutvecklade systemet från Atlas Copco kan göra ännu mer: ”Styrenheten är extremt kompakt och grafikfunktionerna är helt fantastiska. Vi behöver bara ansluta en dator och styrenheten exporterar detaljerade kurvor och åtdragningsdiagram. Visualiseringen är klar och tydlig. Genom att analysera åtdragningsdiagrammen kan Aventics få en mer detaljerad bild och förstå exakt vad som händer i varje steg av processen. Den möjligheten finns inte alls med pneumatiska verktyg.”

Åtdragningsdiagrammen visar kvaliteten på underleverantörernas komponenter

Ayhan Horoz menar att ytterligare en fördel med systemet är att det hjälper till att bedöma kvaliteten på komponenter som köps in från underleverantörer. ”Diagrammen ger exakta uppgifter om variationer i materialet såsom information om håldiametern hos de förborrade hålen i de formsprutade komponenterna ligger utanför de angivna toleranserna. Under skruvens nedgängning känner QMC-spindeln av förändringar i friktionsvärdena på mikronivå.” Aventics kan kompensera för sådana variationer genom att justera åtdragningsparametrarna eller ta bort de berörda komponenterna och sedan klaga hos leverantörerna om värdena ligger för långt utanför det angivna intervallet. Tack vare detta tillvägagångssätt kan även mindre variationer i skruvbeläggningar eller plastkomponenternas materialegenskaper upptäckas.

Operatörer nöjda över förbättrad ergonomi

Förutom betydande förbättring av processäkerhet och teknisk prestanda spelar också de anställdas positiva mottagande en viktig roll. Jämfört med pneumatiska skruvdragare är systemet i princip ljudlöst. Dessutom stöds den lilla skruvdragaren av en linjär arm, vilket ytterligare avlastar operatören. Detta gjorde att operatörerna snabbt välkomnade den nya utrustningen.

För mer information om våra produkter, utbildningar & tjänster, vänligen kontakta:

Atlas Copco Industrial Technique Nordic Service Center Nordic 08 743 90 40 toolsairse@se.atlascopco.com

2017