Die meisten Hersteller sind sich heute bewusst, dass ihr Wachstum von ihrer Fähigkeit abhängt, eine große Vielfalt von Anwendungen zu bearbeiten.

Bei der Auswahl eines Maschinensystems für den Einbau von Einpressbefestigungselementen liegt der Fokus häufig zunächst auf den einzubauenden Verbindungselementen. Alle Typen erfordern eine Mindesttonnage (oder Einpresskraft) von einer Presse, um eine zuverlässige Installation der Befestigungselemente zu erreichen. Bei der Abwägung zwischen manueller und automatischer Ausrüstung dienen Faktoren des Auftragsvolumens (Anzahl der zu installierenden Verbindungen und deren Geschwindigkeit) oft als Richtwert.

Auch wenn viele Aufträge für die Montage von Befestigungselementen vorhersehbar sind und nur begrenzte und/oder feste Pressenkapazitäten erfordern, erkennen die meisten Hersteller heute, dass ihr Wachstum von ihrer Fähigkeit abhängt, eine möglichst große Vielfalt von Anwendungen zu bearbeiten. Die Benutzer von Einpressmaschinen haben zwar immer die Kosten im Blick, suchen aber auch nach vielseitiger Ausrüstung, die sich im Laufe der Zeit bewähren wird.

Die Frage, die vor dem Kauf einer Maschine am häufigsten gestellt wird, ist die, ob sie sowohl die aktuellen als auch die zukünftigen (auch unvorhergesehenen) Anforderungen erfüllen kann. Die Anwender sind sich darüber im Klaren, dass die Fähigkeiten einer Maschine auf lange Sicht einen direkten Einfluss auf ihre Fähigkeit haben, alle Kundenanforderungen zu erfüllen.

Bevor jedoch eine Maschine für die Montage von Befestigungselementen in eine Montagelinie eingebaut wird, sollte die Frage der Produktivität in der Werkstatt gestellt und gelöst werden. Eine Vielzahl von Faktoren, die von der Art der Energiezufuhr bis hin zu speziellen Diagnose- und Schutzvorrichtungen reichen, können das Ausmaß beeinflussen, in dem eine Presse die Produktivitätsziele fördert.

Pneumatisch vs. Hydraulisch

Ein reines Luft- oder Luft-Öl-System ist von Natur aus schneller (und damit potenziell produktiver) als ein rein hydraulisches System. Mit einem Luft- oder Luft-Öl-System kann ein schnellerer Hub mit variabler Geschwindigkeit erreicht werden, im Gegensatz zu dem niedrigeren Hub mit nur einer Geschwindigkeit, der von hydraulischen Maschinen geliefert wird. Der schnellere Zyklus erhöht den Durchsatz und beschleunigt die Produktion. (Luft- oder Luft-Öl-Systeme sind in allen Modellen zu finden, ob manuell, automatisch oder vollautomatisch).

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Die Anwender sollten sich jedoch darüber im Klaren sein, dass ein langjähriges Problem der Industrie bei pneumatischen Maschinen die Unvorhersehbarkeit der Luftversorgung einer Werkstatt und deren Auswirkungen auf die Wiederholbarkeit (und Zuverlässigkeit) der Installation von Befestigungselementen ist. (Es ist möglich, dass die Luftzufuhr in der Werkstatt schwankt. Wenn der Luftdruck ansteigt, kann ein übermäßiger Installationsdruck ausgeübt und das Werkstück beschädigt werden. Wenn der Luftdruck sinkt, kann die Installationskraft verringert und ein Befestigungselement nicht ordnungsgemäß installiert werden). Diese Probleme können durch neuere Maschinen, die mit einer speziellen Drucküberwachungstechnik ausgestattet sind, beseitigt werden.

Bei diesen Maschinen überwachen Drucksensoren ständig die Eingangsluft und den Einpressdruck, um die Zuverlässigkeit, Konsistenz und optimale Produktivität bei der Installation von Verbindungselementen zu gewährleisten. (Die Maschine stoppt, wenn der Luftdruck beim Einsetzen auf ein Niveau sinkt, das die Installation der Verbindungselemente beeinträchtigen könnte, und die Presse kann so programmiert werden, dass sie den Bediener auf Fehler hinweist).

Auftragsvolumen und Einpressgeschwindigkeit

Die Produktivität bei der Montage von Befestigungselementen wird auch durch das Auftragsvolumen und die Einpressgeschwindigkeit beeinflusst sowie dadurch, ob manuelle, automatische oder vollautomatische Maschinen (oder eine Kombination davon) eingesetzt werden. (Anwender sollten sich auch darüber im Klaren sein, dass Produktivitätsgewinne die höheren Kosten für die Maschinenausrüstung ausgleichen können).

Vollautomatische Maschinen können zwar eine fünf- bis sechsmal schnellere Zuführung von Befestigungselementen ermöglichen als manuelle Maschinen, doch muss das Auftragsvolumen hoch genug sein, um die Kosten zu rechtfertigen. (Als Faustregel gilt, dass bei einer Anzahl von mehr als 50.000 zu verarbeitenden Befestigungselementen eine automatisierte Presse eine relativ wirtschaftliche Wahl darstellt).

Aber was ist mit den wachsenden Lohnfertigungsbetrieben und kleineren OEMs, die eine höhere Anzahl von Befestigungselementen einbauen wollen, als dies mit manuellen Maschinen möglich ist, die aber nicht in der Lage sind, die Kosten für modernere vollautomatische Maschinen zu rechtfertigen? Systeme wie die automatische TECH2-Maschine bieten eine Lösung.

Diese neueste Ergänzung der Produktpalette kann sich mit konventionellen manuellen 6-Tonnen-Maschinen messen, indem sie höhere Produktionsraten und eine bessere Einsetzqualität bei voller Automatisierung, aber ohne die damit verbundenen Kosten ermöglicht. Der schnelle Betrieb dieser „Mittelklasse“-Maschinen wird durch ein Hochgeschwindigkeitsverfahren von Stößel zu Stößel erreicht, das eine Einpresskraft von 600 lbs. bis 6,5 Tonnen an jeder Stelle des 5″-Hubs ermöglicht.

Werkzeugwechsel und Kompatibilität

In dem Bestreben, die Produktivität zu steigern, sollten die Anwender prüfen, wie einfach sich die Werkzeuge wechseln lassen, um verschiedene Typen und Gewindegrößen von Einpressbefestigungselementen aufzunehmen. Bei den meisten Maschinen kann das Einrichten und Umrüsten der Werkzeuge in etwa fünf bis zehn Minuten erledigt werden, vor allem wenn die Konstruktion der Maschine es zulässt, dass der Behälter für die Zuführung der Befestigungsmittel während des Wechsels zu einem anderen Werkzeug an seinem Platz bleibt.

In Betrieben, die verschiedene Maschinentypen betreiben, sollten die Anwender darauf achten, dass sich die Maschinen und Werkzeuge für eine „vertikale Integration“ eignen (d. h., dass manuelle und automatische Zuführungswerkzeuge zwischen den verschiedenen Pressenmodellen frei ausgetauscht werden können). Dies kann die Notwendigkeit der Bestellung zusätzlicher Werkzeuge (und die damit verbundenen Kosten) verringern. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität maximiert eine austauschbare Ausrüstung die Maschinenauslastung.

Die Anwender sollten sich auch vergewissern, ob ihr Maschinenhersteller in der Lage ist, spezielle (nicht genormte) Werkzeuge zu entwickeln, die bei Bedarf mit den vorhandenen Maschinen kompatibel sind. Andernfalls könnte es zu Maschinenstillständen kommen, und im schlimmsten Fall könnte die Ausrüstung für eine bestimmte Anwendung unbrauchbar werden.

Ein Beispiel aus der Praxis ist das Unternehmen Metlfab Inc. (Frederick, MD), das eine Vielzahl von Einpress-PEM®-Edelstahl-Befestigungselementen in eine Reihe von Bauteilen einbaut, die hauptsächlich für den Elektronik- und Telekommunikationsmarkt bestimmt sind. Vor allem für einen Kunden hat sich die Automatisierung als notwendig und praktisch erwiesen, wie das Auftragsvolumen nahelegt.

Bevor Metlfab jedoch mit der Automatisierung des Einbaus von Befestigungselementen für diese Anwendung beginnen konnte, waren spezielle Werkzeuge erforderlich, um die spezifizierten Einpress-PEM®-Befestigungselemente vom Typ LKS aufzunehmen. Daraufhin wurde ein Werkzeug speziell für diesen laufenden Auftrag entwickelt, um die Produktivität von Metlfab zu optimieren.

Metlfab kann nun bis zu 200 Aluminium-Chassis-Baugruppen pro Produktionslauf fertigstellen, wobei jede montierte Einheit aus zwei Dutzend Befestigungelementen vom Typ LKS besteht. (Durch den Einsatz der vollautomatischen PEMSERTER Series 2000®-Maschine werden laut Metlfab bis zu 1.200 Verbindungselemente pro Stunde montiert).

Der Sicherheitsfaktor

Das Thema Sicherheit hat in jedem industriellen Umfeld oberste Priorität und die Ausrüstung spielt dabei natürlich eine Rolle. Die Erfahrung zeigt, dass eine sichere Ausrüstung die Produktivität steigert, insbesondere weil sie das Vertrauen der Mitarbeiter stärkt und zu weniger Unfällen oder Störungen führt.

Sicherheitssysteme sind in den meisten automatischen oder vollautomatischen Maschinen für die Montage von Verbindungselementen Standard, aber ihre Konstruktion und ihre Wirksamkeit können variieren. Ein zuverlässiges Sicherheitssystem ist ein System, das als integraler Bestandteil einer Maschine konzipiert ist (nicht als „nachträgliches“ oder zusätzliches Merkmal).

Insbesondere sollten sich die Benutzer darüber im Klaren sein, dass Pressen, deren „Sicherheitssysteme“ einen konduktiven Ansatz verfolgen, bei dem die Werkzeuge Teil des Sicherheitskreises werden. Wenn ein nicht-metallisches Bauteil verwendet wird, muss das Sicherheitssystem vollständig abgeschaltet (und funktionsunfähig gemacht) werden, um das Werkstück zu schützen. Dies wirkt sich auf die Produktivität aus, da die Presse im Doppelschrittmodus betrieben werden muss.

Das LIGHTSTREAMT-System als Teil der vollautomatischen PEMSERTER-Maschine der Serie 2000 ist ein Beispiel für eine fortschrittliche (und integrierte) Komponente zur Gewährleistung der Bedienersicherheit. Das System wird in allen Betriebsarten aktiviert (wobei der erste Schritt als Sicherheitshub festgelegt ist) und verfügt über eine Einzelfehlertoleranz, sodass kein einziger Fehler den Betrieb des Systems beeinträchtigen kann. Weitere Systemelemente sind doppelte Sicherheitsventile, synchronisierte Sicherheitssensoren, Wandlerrückmeldung mit doppelten Eingängen und Systemrückstellung.

Einen Auftrag schnell auszuführen, mag der einfachste Weg sein, um eine höhere Produktivität zu erreichen, aber ein Betrieb wird seine Produktionsziele bei der Montage von Verbindungselementen wahrscheinlich nicht erreichen, wenn seine Pressen nicht durch gute Technik unterstützt werden und sich als zuverlässig, vielseitig und sicher erweisen.

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