Warum eine automatische Schraubenmaschine die Qualität des MCB-Anschlusses bestimmt

Der automatische Schraubmaschine hat sich still und leise als eines der wichtigsten Werkzeuge in der heutigen Produktionslinie für Miniatur-Leistungsschalter etabliert. Die Klemmschraube an einem MCB ist nicht nur eine Verzierung, sondern das Element, das den eingehenden Draht physisch verbindet, den Strom leitet und bestimmt, ob der Schalter zukünftige Leistungstests besteht oder bei der Prüfung in einem Verteilerschrank ausfällt. Durch die Herstellung dieser Verbindung mit Hilfe einer speziell entwickelten automatischen Schraubenmaschine ist es möglich, die Hauptursache für Variabilität bei manuellen Vorgängen, nämlich die manuelle Arbeit beim Drehen der Schraube, zu eliminieren.

Benlong Automation hat seine automatische Schraubmaschine speziell für MCB-Klemmen zu diesem Zweck entwickelt. Die Maschine positioniert, treibt an, führt zu und überprüft das Drehmoment der Klemmen mit einer Rate von 1 Schraube alle 1,5 Sekunden aus der Netzversorgung von standardmäßig 220V 50Hz. Dieser Artikel zeigt, wie wichtig dies für die MCB-Qualität ist, wie die Maschine Schritt für Schritt arbeitet und welche Bedeutung diese Parameter für das Unternehmen haben, das zwischen manuellen Vorgängen und der Automatisierung seines Produktionsprozesses wählen muss.

Warum die Klemmschraube die MCB-Qualität bestimmt

Wie in IEC 60898-1 definiert, dem internationalen Standard für MCBs, die in Haushalten und tatsächlich in ähnlichen Anwendungen verwendet werden, wird die Zuverlässigkeit der Verbindung an der Klemme nicht dem Zufall überlassen. Dieser Standard umfasst Luftunterbrecher, die für den Betrieb mit Wechselstrom ausgelegt sind, und erlaubt Geräte bis zu 440V zwischen den Phasen bei Strömen bis zu 125A. Ein ganzer Abschnitt, genannt 9.4, ist den Zuverlässigkeitstests bezüglich der Schrauben, der Leitfähigkeit und der Verbindungen gewidmet. Der Standard beschreibt, welches Drehmoment auf jede Schraube angewendet werden muss, und legt fest, dass Haltbarkeitstests bei einem bestimmten Bruchteil des definierten Drehmoments durchgeführt werden müssen. Das bedeutet, dass die Verbindung zwischen Klemme und Draht nicht mehr eine nachträgliche Überlegung ist, sondern zu einem zertifizierten und getesteten Merkmal geworden ist.

Die zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien sind ziemlich streng. Eine unterdrehte Schraube führt zu einem schlechten Kontakt, und ein schlechter Kontakt erzeugt wiederum einen hohen Widerstand, der zu Erwärmung führt, was die Oxidation der Verbindung beschleunigt. Im Betrieb führt dieser Prozess zu Lichtbögen und verbrennt die Klemmen, was zu Betriebsstörungen führen kann.

Deshalb wird der manuelle Schraubvorgang bei großen Stückzahlen zu einem Risikofaktor. Obwohl ein erfahrener Bediener möglicherweise das vorgesehene Drehmoment aufbringen kann, gibt es eine Reihe von Fehlern, die er machen kann. Ermüdung im Handgelenk während der Schichtstunden, abgenutzter Schraubendreher oder falsch positionierte Schrauben: all dies kann zu möglichen Fehlern führen.

Was die automatische Schraubenmaschine für MCB-Klemmen macht

Ein automatische Schraubmaschine Ersetzen Sie den inkonsistenten manuellen Schritt durch einen wiederholten und geregelten Arbeitsablauf. Die Einheit von Benlong ist vollständig geschlossen, PLC-gesteuert, mit einem freundlichen lk:Anzeigefeld für den Anlagenstatus und Sicherheitsverriegelungen an den Eingängen. Das Werkstück ist ein MCB-Klemmenblock, der den Schraubzuführungs- und Schraubprozess der Maschine durchläuft. Der Bediener kann nun den Signalturm sehen und erhält sofortiges Feedback während des Prozesses. Alle Vorgänge, die zuvor durch die Erfahrung des Bedieners durchgeführt wurden, werden jetzt mit Servosteuerung und geschlossenem Drehmomentüberwachungskreis ausgeführt.

Die wichtigsten Kennzahlen, die auf einem Produktionsplan von Bedeutung sind, sind einfach:

• Nennzykluszeit von einem Stück alle 1,5 Sekunden
• Stromversorgung von 220 V, 50 Hz einphasig, daher ist keine spezielle Anlagenverkabelung erforderlich
• Geschlossener Rahmen mit Touchscreen-HMI, dreifarbiger Statusleuchte und verriegeltem Schutz
• Drehmomentgeprüfte Befestigung bei jedem Zyklus, nicht stichprobenartig überprüft

Wie die automatische Schraubmaschine Schritt für Schritt funktioniert

Wenn wir die Begrenzungen des Gehäuses außer Acht lassen, wird deutlich, dass der Schraubvorgang selbst eine sorgfältig getaktete Abfolge von Schritten ist. Da eine automatische Schraubzuführungsmaschine sowohl den Schraubzuführungs- als auch den Befestigungsprozess beherrscht, unterscheidet sie eine echte Produktionszelle von einem gewöhnlichen Schraubendreher, der auf einem Ständer platziert ist.

Die Schraubzuführung ist der Prozess, bei dem Schrauben mithilfe einer Vibrationsschale oder eines Blaszuführgeräts aus einem Schraubenstapel entnommen werden. Die Schrauben werden einzeln in der richtigen Position aus diesem Stapel zugeführt.

Die Positionierung des Werkstücks erfolgt durch das Spannen des Klemmenblocks, sodass das Schraubenloch mit der Spindel ausgerichtet ist. Eine geeignete Vorrichtung verhindert Querschrauben und Fehlplatzierung der Schrauben.
Das drehmomentgesteuerte Eindrehen der Schrauben wird durch den Einsatz eines Servomotors oder DC-Antriebs erreicht, der in der Lage ist, die Schrauben auf den eingestellten Drehmomentwert anzuziehen.

Die Überprüfung während des Prozesses ist ein wichtiger Moment, da Drehmoment und Winkel bei jedem Arbeitszyklus überprüft werden und bei Abweichungen von der vorgegebenen Position eine Anzeige erfolgt.
Die Bearbeitung des Klemmenblocks und der Wechsel zum nächsten erfolgt mit ausreichend hoher Geschwindigkeit.

Weil sie als automatische Schraubmaschine mit geschlossenem Rückkopplungskreis arbeitet, befestigt die Maschine nicht nur schneller als ein Mensch. Sie befestigt jedes Mal auf die gleiche Weise und hält eine Aufzeichnung darüber, was bei der manuellen Montage niemals möglich ist.

Manuelle Montage versus automatische Schraubmaschine

Um die Veränderungen beim Übergang von der manuellen Montage zu veranschaulichen, automatische Schraubmaschine Technologie müssen wir die Arbeitsschritte, die beim manuellen Schrauben durchgeführt werden, genau betrachten. Das manuelle Schrauben beruht stark auf dem menschlichen Monteur, der die Schraube auswählt, sie korrekt platziert, das Drehmoment nach eigenem Ermessen anwendet und auf mögliche Probleme aufmerksam wird. Jede dieser Tätigkeiten beinhaltet eine Reihe von Entscheidungen, und jede dieser Entscheidungen birgt zahlreiche Möglichkeiten, Fehler zu erzeugen, die durch Faktoren wie Ermüdung, Ablenkung und Schichtdauer beeinflusst werden. Die Geschwindigkeit der Ergebniserzielung ist ein großer Vorteil, aber sie ist anfällig für die geringsten Fehler während der Produktion, weshalb die meisten Fehler erst durch den nachgelagerten Prüfprozess entdeckt werden.

Automatische Schraubenzuführ- und Anzugsmaschine eliminiert all diese Entscheidungen. Die Schraube wird automatisch ausgerichtet und zugeführt, die Komponenten werden in Position gehalten, das Drehmoment wird automatisch bestimmt und Fehler werden erkannt, bevor sie auftreten können, anstatt danach. Somit wird die Flexibilität eines Menschen gegen die Vorhersagbarkeit des Prozesses eingetauscht, und genau das suchen MCB-Produktionslinien.

Konsistenz und Drehmomentkontrolle: der eigentliche Nutzen

Geschwindigkeit ist der erste Vorteil, der jedem auffällt, aber für einen MCB-Hersteller ist die größere Eigenschaft einer Schraubmaschine die Konsistenz ihrer Ergebnisse. Jeder Anschluss an jedem Leitungsschutzschalter hat das gleiche Drehmoment, wurde auf die gleiche Tiefe gesetzt und auf die gleiche Weise überprüft. Dies ist die Eigenschaft, die IEC 60898-1 bei der Prüfung der Schraubzuverlässigkeit sicherstellen will, und es ist genau die Eigenschaft, die die manuelle Montage bei der Massenproduktion von Produkten nicht gewährleisten kann.

Konsistenz verändert zudem den Austausch mit Kunden. Wann immer MCBs an große Marken oder deren OEM-Partner geliefert werden, überprüft der Käufer nicht nur, ob der MCB funktioniert. Der Käufer wird prüfen, ob eine gelieferte Maschine nachweisen kann, dass sie auch im nächsten Jahr weiterhin funktioniert. Durch den Einsatz einer Maschine, die an allen Verbindungen ein spezifisches Drehmoment ausübt, kann eine Aussage “Vertrauen Sie uns” in etwas Physisches und für alle Nachweisbares verwandelt werden. Folglich kann dies Qualitätsabteilungen helfen, die Kosten von Reklamationen zu senken, den Umfang von Rückrufen zu minimieren und die Auditzeit zu verkürzen.

Durchsatz und Arbeitskraftrechnung

Es ist einfach, den Business Case anhand der Zykluszeit zu verstehen. Nach der Bestimmung der Zykluszeit als ein Zyklus alle 1,5 Sekunden kann man berechnen, dass die Station ungefähr 2400 Stück pro Stunde verarbeiten kann, da keine Ausfallzeiten oder Pausen berücksichtigt werden müssen. Zusammenfassend zeigen diese Zahlen nur die theoretische Leistungsfähigkeit der Maschine und berücksichtigen nicht die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Arbeitsplatzes, einschließlich Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit der Zuführgeräte und Belastung der Maschine. Dennoch können wir sagen, dass selbst wenn die von einer Maschine produzierte Menge niedriger als erwartet ist, die Maschine immer noch viele manuelle Arbeiter übertreffen würde.

Ein automatische Schraubmaschine zahlt sich in der Regel durch diese Arbeitsberechnungen aus. Es ermöglicht den Betrieb einer oder sogar zweier Schichten ohne Ermüdung und mit niedrigeren Löhnen und Fluktuation. Außerdem gibt es keine Qualitätsschwankungen. Wenn die Gesamteinsparungen durch die Beseitigung von Ausschuss und Garantieansprüchen berechnet werden, wird die Maschine sicherlich eine Kapitalrendite innerhalb von Monaten und nicht Jahren nachweisen. Für jedes Werk, das die Produktion ohne zusätzliches Personal erweitern möchte, ist dies also ein großer Vorteil.

Wo es in die MCB-Produktionslinie passt

Ein vollständig automatische Schraubmaschine erzählt nicht die ganze Geschichte. Im MCB-Produktionsprozess erfüllt es eine der Funktionen in einer Reihe von Prozessen: Käfigklemmenmontage, Schraubendrehen und Zusammenfügen von Baugruppen, damit der resultierende Leistungsschalter getestet werden kann. Die Situation ist viel wertvoller, wenn separate Stationen so gestaltet sind, dass der Übergabeprozess erleichtert wird.

Deshalb passt die Schraubstation natürlich zur vorgelagerten Klemmenmontage. Wenn Sie eine Linie bauen oder aufrüsten, entwirft Benlong’s MCB-Käfig-Anschlussautomaten-Montagemaschine die Käfigklemmenmontage, die direkt in den Schraubendrehschritt einspeist, sodass die beiden Vorgänge eine gemeinsame Designsprache, Werkzeugphilosophie und Steuerungsansatz teilen. Sie als ein abgestimmtes Paar zu behandeln, anstatt als zwei isolierte Anschaffungen, verwandelt eine Sammlung von Maschinen in eine tatsächliche Linie und hält die gesamte Kette im Tempo ihrer Zykluszeit statt im Tempo der langsamsten Übergabe.

Worauf Sie bei der Auswahl einer automatischen Schraubmaschine achten sollten

Alle automatische Schraubmaschine erfüllen nicht die Bedürfnisse von MCB-Klemmen. Bei der Bewertung eines Maschinenlieferanten sollten Sie sich mehr auf die Details konzentrieren, die die Verfügbarkeit und Qualität der Maschine beeinflussen.

Dazu gehören die geschlossene Drehmomentregelung mit der Möglichkeit, jeden Zyklus zu überwachen, anstatt einfach das offene Kupplungsantriebssystem zu verwenden; ein zuverlässiges Zuführsystem, da im Allgemeinen der Grund für das Anhalten der Produktionslinie nicht ein langsamer Antrieb, sondern ein verstopfter Zuführer ist; ein Konstruktionssystem und der Umrüstprozess, die dem hergestellten Produkt entsprechen und es dem Bediener ermöglichen, innerhalb kurzer Zeit von einem Modell auf ein anderes umzuschalten; eine benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstelle, die nicht nur visuelle Anzeigen hat, sondern auch eine Möglichkeit bietet, dass der Bediener Fehler beheben kann; ein Versorgungspartner, der mit dem Prozess der MCB-Herstellung vertraut ist.

Es ist wichtig zu bedenken, dass obwohl die Zelle den Artikel in 1,5 Sekunden verarbeitet, dies nur wertvoll ist, wenn sie konstant läuft. Die Verfügbarkeit ist wichtiger als die Spitzengeschwindigkeit, und deshalb ist es entscheidend, einen zuverlässigen Zuführer sowie einen einfachen Umrüstprozess und Fehlerbehebung zu haben, weshalb die Geschwindigkeit der Maschine selbst bei der Auswahl der optimalen Maschine für das MCB-Werk nicht so wichtig ist.

Entwickelt für skalierende MCB-Hersteller

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die Leistungsschalter herstellen, insbesondere diejenigen, die mit führenden Marken und deren OEM-Partnern zusammenarbeiten, stehen vor derselben Herausforderung: Sie müssen große Mengen hochwertiger Produkte produzieren und gleichzeitig die Arbeitskosten und Ausfallraten im Griff behalten. Diese Herausforderung kann erfolgreich mit Hilfe eines hochmodernen automatische Schraubmaschine, das eine Lösung für beide Probleme in der kritischsten Phase der Herstellung von Leistungsschaltern bietet. Diese Hochleistungmaschine arbeitet mit Tausenden von Einheiten pro Stunde und produziert gleichzeitig Anschlussklemmen, die im Fokus der IEC 60898-1 Prüfung stehen und berüchtigt dafür sind, konstant korrekt ausgeführt zu werden. Dies ist der ultimative Vorteil für Unternehmen, da sie große Aufträge mit Zuversicht annehmen können, anstatt nur zu warten und zu hoffen, dass ihre Produktionslinie wie erforderlich funktioniert.

Abschluss

Die Anschlussklemme ist klein, aber sie liegt auf dem kritischen Pfad sowohl für die Sicherheit als auch für die Zertifizierung von Leistungsschaltern. Die manuelle Verarbeitung in großen Mengen bedeutet, Schwankungen zu akzeptieren, die man nicht vollständig sehen oder nachweisen kann. Eine speziell entwickelte automatische Schraubenmaschine für Leistungsschalter-Anschlussklemmen ersetzt diese Schwankungen durch einen schnellen, drehmomentgeprüften und dokumentierten Prozess und wird mit der vorgelagerten Anschlussmontage zu einer kohärenten Linie kombiniert. Wenn Sie planen, die Produktion von Leistungsschaltern zu skalieren, ist dies einer der Bereiche mit dem höchsten Automatisierungspotenzial. Um zu besprechen, wie Benlongs automatische Schraubenmaschine für Leistungsschalter-Anschlussklemmen in Ihre Linie passt, wenden Sie sich an das Benlong Automation Team für Spezifikationen und eine Durchsatzbewertung.

Huang Xiaolei | Benlong Automatisierung