Verbesserte Motoreneigenschaften
dank intelligenter Fügetechnologie

Verbesserte Motoreneigenschaften dank intelligenter Fügetechnologie
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SCHMIDT Servopresse 405 als Komplettarbeitsplatz in den Räumlichkeiten der FAULHABER PRECIstep SA
08.05.2013 | Die FAULHABER PRECIstep SA in La Chaux-de-Fonds hat für die Montage ihrer kleinen Schrittmotoren auf die moderne Fügetechnologie mit einer Servopresse der SCHMIDT Technology GmbH umgestellt. Damit konnte die Durchlaufzeit gesenkt und gleichzeitig die Qualität verbessert werden.

Hersteller von industriellen Produkten sehen sich in der Schweiz oft mit der gleichen Situation konfrontiert: mit einer grossen Produktevielfalt müssen sehr viele Kundenwünsche abgedeckt werden können. Dadurch sinkt die Stückzahl pro Los und die Anzahl der zu bearbeitenden Artikel nimmt gleichzeitig zu. Dies geschieht unter der Voraussetzung, dass die Qualität der Produkte nicht abnehmen darf und die Prozesssicherheit gewährleistet ist. In der für exportierende Unternehmen aktuell angespannten Wirtschaftslage ist es sogar notwendig, dass die Charakteristik und die Qualität der Schweizer Erzeugnisse verbessert werden.
 
Die FAULHABER PRECIstep SA, welche ihren Sitz in La Chaux-de-Fonds hat, stellt kleine Schrittmotoren her. Die rund 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stellen sich tagtäglich dieser Herausforderung. Dies betrifft nicht nur die Bearbeitung der Einzelteile, sondern insbesondere auch die Montage der Motoren. Mit rund 2‘500 bewirtschafteten Motorenarten ist eine grosse Flexibilität gefragt, um jederzeit alle Kundenwünsche sicherstellen zu können.
 
In Bezug auf die Montage hat FAULHABER PRECIstep in den letzten rund 8 Jahren mehrere Technologiestufen durchlaufen. Dabei begleitete die Firma Schmidt Technology GmbH die Entwicklungsschritte sowohl mit den bewährten SCHMIDT Pressen wie auch mit dem vertieften Know-How in der Fügetechnologie.
 
Viele der Einzelteile wie Lager, Ringe usw. wurden bei FAULHABER PRECIstep früher mit mechanischen Pressen montiert. Teilweise kam auch die Klebetechnologie zur Anwendung. In einem ersten Optimierungsschritt wurden dann die Kraft-Weg überwachten manuellen SCHMIDT Zahnstangenpressen eingesetzt. Mit Hilfe der Prozessüberwachung bei kritischen Schritten konnten einige Prozesse verbessert und die Ausschuss-Rate gesenkt werden.
 
Den entscheidenden Durchbruch hin zu einer intelligenten Montage machte FAULHABER PRECIstep im Jahre 2011. Nach eingehender Testphase kaufte die Firma unter der Federführung der Herren Bruno Studach und Jacky Heusler die erste Servopresse. Jacky Heusler, Industrial und Production Engineering, erinnert sich an die lange Anlaufphase: „Die Technologie war im Hause nicht bekannt. Gemeinsam mit SCHMIDT Technology mussten wir die Vorteile zuerst erarbeiten und aufzeigen.“
 
Heute können sich Heusler und Studach die Montage der Motoren nicht mehr ohne Servopressen-Technologie vorstellen. Bruno Studach, Produktionsleiter: „Die hochgenaue Regelung der SCHMIDT ServoPress erlaubte es uns, auf die Klebetechnologie zu verzichten. Dadurch sank erstens die Durchlaufzeit markant, denn die Teile mussten nicht mehr durch den Aushärteofen geschleust werden. Zweitens stieg die Qualität der Motoren, denn das Einpressen ist genauer als das Kleben und das Montieren mit Handpressen. Und drittens kann der Prozess überwacht werden, was beim Kleben sehr schwierig oder nicht möglich war“.
 
Der Einsatz der Servopresse hatte weitere positive Effekte in Bezug auf die Qualität und die Charakteristik der Schrittmotoren, dazu zwei Beispiele:

  • Der Arretier Ring kann genauer aufgepresst werden, dadurch weist der Motor weniger Vibrationen auf. Dies schätzen die Kunden sehr und es ist somit ein wichtiges Verkaufsargument.
     
  • Das Spiel zwischen dem Magneten und dem Stator ist entscheidend für die Charakteristik eines Schritt-Motors. Ist das Spiel zu gross, so entsteht im Betrieb zu viel Lärm. Sofern das Spiel allerdings zu gering ist, nimmt die Reibung zu. Die Teile nützen sich ab und der Motor erwärmt sich unnötig.

Jacky Heusler geht etwas genauer auf die Technologie ein, um die Gründe für diese Verbesserungen zu erläutern: „Unerlässlich ist die sogenannte ‚slope‘-Funktion. Unabhängig vom zurückgelegten Weg oder der erreichten Kraft beendet die Presse den Vorgang bei Erreichen einer bestimmten Steigung im Kraft-Weg-Diagramm.“ Man spricht hier oft auch von einer Sättigung der Prozesskurve. Auch die Aufbiegungskompensation ist für die Prozesse bei PRECIstep absolut notwendig. Diese Funktion kompensiert die Aufbiegung des gesamten Systems abhängig von der Presskraft. Heusler: „Bei Einpresskräften von 100 bis 400N hatten wir mit herkömmlichen Einpressverfahren eine Streuung von bis zu 0.09mm. Mit der Aufbiegungskompensation liegt die Streuung bei maximal 0.02mm. Sowohl für die ‚slope‘-Funktion wie auch für die Aufbiegungskompensation benötigt es eine hochgenaue Echtzeit-Regelung. Dies leistet die SCHMIDT Presse hevorragend.“
 
Neben der höheren Motorenqualität und besseren Charakteristik hat der Schritt hin zur intelligenten Fügetechnologie mittels Servopresse auch die Ausschussrate deutlich gesenkt. Bruno Studach: „Neben dem Vermeiden von Ausschuss ist auch die 100%-ige Prozessüberwachung wichtig. Dies verhindert ein Verarbeiten von Teilen ausser Toleranz. Vormontierte Baugruppen mit hoher Wertschöpfung werden so nicht unnötig verbaut. Dies spart Kosten. Somit lässt sich die hohe Investition für eine Servopresse rasch amortisieren.“
 
Auch die R&D Abteilung bei PRECIstep hat nun die Vorzüge der hochgenau geregelten Einpressvorgänge aufgenommen. Dank den stets zunehmenden Erkenntnissen aus der Montage konnten Rückschlüsse auf die Entwicklung und somit Auslegung der Bauteile gezogen werden. So wurden bereits Bauteil-Toleranzen aufgeweicht, womit die Zulieferer schneller und günstiger produzieren können.

In Zukunft will PRECIstep auf der gewählten Technologie weiter aufbauen. Jacky Heusler: „Nachdem alle von der Servopressen-Technologie überzeugt werden konnten, gehen wir nun die nächsten Schritte an. Eine weitere Servopresse soll noch dieses Jahr beschafft werden.“
 
Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen der Faulhaber Tochter PRECIstep und SCHMIDT Technology geht somit in eine nächste Runde.


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