Die Wahl der richtigen Schraubpartner
Die Auswahl der Schraubpartner ist von grundlegender Bedeutung, da sie die Basis für eine erfolgreiche Verschraubung bilden. Die Art des Materials, in das geschraubt wird, spielt eine entscheidende Rolle. Ob es sich um Kunststoff oder Metall wie Kupfer, Aluminium oder Stahl handelt, beeinflusst die Wahl der Schrauben. Besondere Vorsicht ist bei empfindlichen Bauteilen wie z.B. Platinen (PCBs) geboten, da sie nur begrenzt belastet werden können.Die präzise Ausrichtung der Schraubpartner ist von großer Bedeutung. Spezielle Niederhalter oder Schraubmasken gewährleisten eine exakte Positionierung, wobei auch die Möglichkeit besteht, das Bauteil entsprechend miteinander zu verpressen.
Die Beschaffenheit des Bauteils, insbesondere das Vorhandensein von Störkonturen wie Stufen oder anderen Komponenten, muss sorgfältig geprüft werden. Ebenso wichtig ist die Zugänglichkeit der Schraubstellen für die Schraubeinheit. Die Schraubrichtung kann vertikal von oben oder unten, horizontal oder auch schräg sein. Die Anzahl der Schrauben und ihre Lage, einschließlich möglicher Höhenunterschiede, müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Die Bestimmung der richtigen Schrauben
Der Schrauber muss bestimmte Anforderungen erfüllen. Dabei spielen verschiedene Schraubentypen hinsichtlich des Kopftyps und des Kopfdurchmessers sowie des passenden Antriebstyps eine Rolle. Die Zuführung der Schrauben per Zuschuss erfordert besondere Planung. Das Verhältnis zwischen dem Kopfdurchmesser und der Schaftlänge ist von großer Bedeutung, um eine reibungslose Zuführung sicherzustellen. Ein falsches Verhältnis kann dazu führen, dass sich die Schrauben im Schlauch verdrehen und falsch herum zugeführt werden. In solchen Fällen bieten sich Lösungen wie Profilschläuche in T-Form oder das Pick-and-Place-Verfahren an.Einhaltung von Sauberkeitsanforderungen
In der Elektronikfertigung sind strenge Sauberkeitsstandards unabdingbar. Zur Vermeidung von Verunreinigungen können Schmutzschleusen an verschiedenen Stellen installiert werden, wie beispielsweise nach dem Zuführgerät oder vor dem Mundstück. Die Sauberkeit des Systems hängt auch maßgeblich vom Zustand der angelieferten Schrauben ab. Ideal ist es, wenn die Schrauben gereinigt und anschließend vakuumverpackt sind.Um Verunreinigungen zu verhindern, ist es erforderlich, Schraubstellen angemessen zu maskieren oder abzudecken. Die Zuführung der Schrauben erfolgt häufig nicht direkt über dem Bauteil, sondern über der Maske oder außerhalb des Bauteils. Optional kann auch eine Absaugung und/oder Reinigung direkt an der Schraubstelle in Betracht gezogen werden. Zur Gewährleistung der Sauberkeit erfolgt die Reinigung des Mundstücks oder Bits über eine spezielle Reinigungsbox mit Vakuum.
Die Auswahl des geeigneten Schraubers
Die Auswahl des geeigneten Schraubers hängt von mehreren Faktoren ab. Entscheidend ist die Automatisierungsklasse, die darüber bestimmt, ob ein automatischer oder manueller Schrauber verwendet wird. Zusätzlich spielen die Schraubfallklassen gemäß der geltenden allgemeinen Normen eine zentrale Rolle. Diese Klassen, nämlich Klasse A für sicherheitskritische Anwendungen, Klasse B für funktionskritische Anwendungen und Klasse C für kundenkritische Anwendungen, legen die Anforderungen an den Schrauber fest.Die Schraubfallklassen bestimmen die Ausstattung des Schraubers. Beispielsweise erfordert Klasse A ein redundantes Drehmomentmesssystem, entweder durch zwei Sensoren oder durch Redundanz über die Stromaufnahme.
Abhängig vom gewählten Schraubverfahren - sei es Gradienten, Drehmoment, Drehwinkel, Tiefe oder Streckgrenze - werden die Schrauben anhand verschiedener Parameter verschraubt. Wichtige Parameter wie Drehmoment und Drehwinkel werden dabei kontinuierlich überwacht. Die Schrauber verfügen über unterschiedliche Steuerungsgrößen und -typen, die mehr oder weniger Funktionen bieten und Daten zum Schraubprozess liefern. Es bestehen verschiedene Schnittstellenmöglichkeiten wie Profinet, Profibus und MES-Anbindung.
Falls erforderlich, kann ein Vakuumschrauber eingesetzt werden. Dabei wird die Schraube im Mundstück festgesaugt oder fixiert, was insbesondere für schwer zugängliche Schraubstellen von großer Bedeutung ist.
Der Schraubprozess im Detail
Der eigentliche Schraubprozess erfordert eine sorgfältige Planung. Dieser Planung liegt eine Vielzahl von Kundenanforderungen und variierenden Schraubnormen zugrunde, wodurch der Ablauf erheblich variieren kann. Eine typische Abfolge könnte das langsame Anziehen der Schraube sein, gefolgt von einem schnelleren Eindrehen bis zu einem bestimmten Maß oder Winkel, und schließlich das endgültige Festziehen auf das vorgeschriebene Drehmoment oder den vorgegebenen Drehwinkel.Die Reihenfolge, in der die Schrauben verschraubt werden, ist von Bedeutung und kann je nach den spezifischen Anforderungen variieren. Beispielsweise kann es notwendig sein, schräg gegenüberliegende Schrauben oder ein bestimmtes Muster zu verwenden.
Im Falle einer nicht ordnungsgemäßen (NOK) Verschraubung müssen angemessene Maßnahmen ergriffen werden. Dies kann die Wiederholung der Verschraubung oder die Ausschleusung des Bauteils zur Nacharbeit umfassen. Ein großer Vorteil des Schraubprozesses im Vergleich zu Schweiß- oder Klebeprozessen liegt darin, dass Verbindungen gelöst werden können.
Die Optimierung des Schraubprozesses erfordert eine umfassende Betrachtung sämtlicher relevanter Faktoren. Dies beginnt bei der Auswahl passender Schraubpartner und Schrauben, erstreckt sich über die geeignete Schraubertechnologie und -steuerung und hat einen entscheidenden Einfluss auf die zu erreichende Taktzeit. Ein effizienter und sauberer Schraubprozess ist von entscheidender Bedeutung, um die Qualität und Zuverlässigkeit von Baugruppen in der Fertigung von Elektrokomponenten sicherzustellen.