Ausstellernews Fakuma 2014

Herrmann Ultraschall GmbH & Co. KG
Funktionsintegration beim Ultraschallschweißen

Ultraschallschweißen. In teilautomatisierten Multihead-Maschinen werden häufig mehrere Prozesse integriert, um auf engsten Raum eine hohe Funktionsdichte zu erzielen. Teilmontagen, Bauteilerkennungen und –abfragen, sowie verschiedene Prüfverfahren kommen zum eigentlichen Fügeprozess hinzu. Die Ultraschall-Schweißmaschine verknüpft alle Zusatzfunktionen und schafft Schnittstellen.
 

Kennt man den Begriff der Funktionsintegration klassischer Weise aus der Kon- struktionslehre mit dem Ziel, mit möglichst wenigen Bauteilen möglichst viele technische Funktionen abzudecken, so ist er heute aus einem modernen Fer- tigungsprozess nicht mehr wegzudenken: mehrere Prozessschritte werden in einer Fertigungseinheit zusammengefasst, um die Wertschöpfung zu verbes- sern. Die Prozesskette muss nicht unterbrochen werden – ein Beitrag, um Stückkosten zu senken und die Produktionssicherheit zu erhöhen.
 
Herrmann-Ultraschalltechnik - Fakuma 2014 Bild 1
Bild 1: Funktionsintegration Mehrkopf-Schweißmaschine für Automobil-Motorab- deckung: gesamter Werkzeugwechselsatz

Gelebte Prozessverkettung bei Multihead-Maschinen

Große, komplexe Kunststoffteile werden in Mehrkopfmaschinen verschweißt. Die Integration von zusätzlichen Funktionen wird hierbei schon lange praktiziert und die Vorteile liegen auf der Hand: Kunststoffbauteile mit empfindlicher Oberfläche müssen nur einmal verlässlich in eine dafür geeignete Bauteilaufnahme eingelegt werden. Die Vermeidung von unnötigem Teilehandling spart Zeit und schont das Produkt.

Im gezeigten Beispiel (Bild 1 und 2) wird eine mehrteilige Motorabdeckung assembliert und mit einer Akustikdämmmatte verschweißt. Der Werkraum beinhaltet eine Vielzahl an Zusatzfunktionen. Es werden u.a. Gummidämpfer mechanisch eingepresst und auf richtigen Sitz abgefragt, ein Barcode-Etikett gedruckt und nach dem Aufbringen auf Lesbarkeit geprüft, sowie eine dauerhafte Gravur ins Bauteil eingebracht.

Herrmann-Ultraschalltechnik - Fakuma 2014 Bild 2
Bild 2: Funktionsintegration Details: Ultraschall-Schweißung(1), Ritzprägung (2), mechanische Einpressvorrichtung (3) sowie Sensorik

Kennzeichnung immer wichtiger für Nachverfolgbarkeit
Bauteile zu identifizieren, voreingestellte Parameter anzuwählen und Schweiß- prozess-Daten zu speichern – heute selbstverständliche Anforderungen an Steuerungsarchitektur und Ultraschallgenerator-Software. Über gängige Feld- busschnittstellen werden diese Daten einer übergeordneten SPS zur Verfügung gestellt und in einer Datenbank dem Bauteil zugeordnet. Aber nicht nur die Dokumentation der Schweißparameter gehört zu einer lückenlosen Nachver- folgbarkeit, auch die individuelle Bauteilkennzeichnung zur Identifizierung ist entscheidend. Herrmann Ultraschall hat sich zur Aufgabe gemacht, Anforderun- gen aus den unterschiedlichen Branchen gerecht zu werden und passende Lösungen anzubieten. So wird beispielsweise, vorangetrieben durch die amerikanische FDA, zukünftig eine UDI-Kennzeichnung (UDI=Unique Device Identifikation) für medizinische Produkte gefordert. Abhängig von Bauteilgeome- trie und gewünschter Dauerhaftigkeit kommen Verfahren wie Ritzprägen, Laser, Tintenstrahl oder Barcode-Etiketten zum Einsatz. Der Kunde wählt das geeignete Markierverfahren, das als Zusatzfunktion in das Gesamtkonzept der Ultraschall-Schweißmaschine integriert wird.

Konzeptstudie auf der FAKUMA 2014
Herrmann Ultraschall zeigt die Prozessverkettung mehrerer Arbeitsschritte:  zu sehen ist eine modulare Ultraschall-Serienmaschine HiQ DIALOG kombiniert mit berührunssensitivem Kleinroboter, Kamera und Kennzeichnungsgerät. Der Roboter ermöglicht ein mehrachsiges Handling der Schweißteile. Eine Kamera prüft die Teile auf Vollständigkeit und Qualität. Nach dem Schweißvorgang wer- den die Teile eindeutig mit aktuellem Datum, Uhrzeit und individueller Schweiß- teilnummer gekennzeichnet.

Fazit: Nicht nur bei Ultraschall-Multihead-Maschinen auch bei Handarbeitsplätzen und Ultraschall-Schweißsystemen soll es künftig leichter sein, weitere Prozesse und Zusatzfunktionen zu integrieren und damit  ergänzende  Funktionalitäten aus einer Hand anzubieten. Die Nachfrage kundenseitig ist eindeutig da. Die Produktionsüberwachung und Qualitätssicherstellung werden so erleichtert. Herrmann Ultraschall geht hier den Schritt, bereits vorhandene Produkte weiter zu entwickeln  und diese im Sinne von Industrie 4.0. vorzubereiten.

Herrmann-Ultraschalltechnik - Fakuma 2014 Bild 3
Bild 3: VDMA Blue Competence Konzeptstudie für Fakuma 2014: Modulare Serienschweißmaschine HiQ DIALOG  mit Kleinroboter – Handling, Prüfung, Ver- schweißung und Kennzeichnung eines Spielzeug-Elefanten


Produktübersicht
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Verpackungstechnik
Ultraschallgeneratoren
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Herrmann Ultraschall auf der FAKUMA 2014 zum Thema Funktions- integration

 


Firmenvideo

 


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