Avvitatura multipla in simultanea con alimentazione viti e unità di avvitatura autoavanzante

Settore: Elettromeccanico. Produzione di componenti per erogatori di energia elettrica.

La necessità del cliente

Il nostro cliente doveva montare un piccolo componente, nello specifico un condensatore, su un'unità di potenza.

Il cliente aveva l’obbligo, da parte del fornitore del condensatore, di assemblarlo all’unità madre con 2 viti di fissaggio. Le viti erano da avvitare in simultanea per evitare, che la prima andasse a piegare parte del componente stesso.

Il componente é estremamente fragile, perché costituito da una base in lamierino sulla quale è fissato il condensatore.

Nel momento in cui si andava ad avvitare da sola la prima delle due viti, la lamiera della base subiva la coppia della vite stessa e rischiava di ruotare, piegarsi o creparsi. 

Anche nel caso non si fosse evidenziato alcun problema nel primo collaudo, potevano emergere successivi inconvenienti sul campo. Questo a causa delle micro piegature della base inarcate dalle sollecitazioni d’uso.

L’unità di potenza deve essere poi inserita in diversi codici di prodotti finiti dell’azienda finale (si tratta di un'azienda che produce torrette di ricarica per veicoli elettrici con volumi molto importanti).

Eventuali problemi tecnici o qualitativi del componente, andavano per questo a impattare diverse linee di produzione.

Per questo motivo era indispensabile procedere con una doppia avvitatura in simultanea perfetta.

La soluzione RDB: sistema con avvitatura multipla e programmazione simultanea

Dopo aver analizzato i componenti da assemblare è stato progettato, proposto e fornito un sistema composto da:

• avvitatore manuale multiplo autoalimentato,
• un sistema di ricarica vite con due unità di avvitatura autoavanzanti,
• due avvitatori elettronici,
• la programmazione degli avvitatori in modo tale da avvitare in simultanea.

L’operazione inizia sfruttando la rotazione sinistra iniziale in modo che entrambe le viti siano posizionate correttamente perché la posa, avvenendo in modalità pneumatica, non è sempre simmetrica.

La fase di avvitatura avviene in 2 step: prima una coppia di avvicinamento e poi una chiusura finale.

Nel momento della chiusura finale le viti sono entrambe in battuta sulle teste con solo qualche millesimo di differenza tra il chiudere l’una rispetto all’altra. Questo intervallo di tempo resta abbondantemente dentro il range di tempo indicato nelle procedure di avvitatura stabilite dal costruttore del condensatore.

Vantaggi dell'avvitatura multipla RDB

Il vantaggio principale è stato quello di azzerare le difettosità di produzione del componente e, dunque, di poterlo utilizzare sull’unità di potenza poi assemblate in larga scala.

Senza questo risultato non avrebbe potuto essere utilizzato.

Avvitarlo in simultanea era uno step obbligato per poterlo fare. L’alternativa sarebbe stata quella di rivedere tutto il progetto elettromeccanico dell’intero prodotto finito.

Il sistema ha generato altri vantaggi correlati a velocità e precisione:

Miglioramento del tempo ciclo di produzione. La capacità di avvitare due viti simultaneamente ha ridotto il tempo necessario per assemblare il condensatore sulla scheda madre, aumentando così la produttività.

Miglioramento della precisione. La sincronizzazione perfetta dell’avvitatura assicura che entrambe le viti siano inserite con la stessa forza e profondità, migliorando la qualità dell’assemblaggio ed eliminando le difettosità.

Eliminazione dell’errore umano. Grazie al nuovo sistema di avvitatura in simultanea si riducono gli errori umani che possono verificarsi durante l’assemblaggio manuale delle viti singole.

Efficienza operativa. Questo nuovo approccio può ottimizzare l’impiego delle risorse umane. Può essere applicato senza problemi un turn over oppure possono essere intercambiati gli operatori con un training più veloce.

La soluzione tecnica RDB proposta al cliente

RDB ha fornito un sistema composto da:

Avvitatori

Due avvitatori K-Ducer KDS-PL10CA con centralina KDU1A; gli avvitatori industriali di classe A con controllo coppia angolo e trasduttore integrato.

Alimentazione viti

La parte meccanica che garantisce la ricarica vite sui due sistemi che lavorano in simultanea ma che sono ovviamente separati è un RDB 3020.

Il sistema alimentatore viti RDB 3020 è a tamburo rotante con guida inclinata. Non ha elementi vibranti e, pertanto, non genera polvere metallica causata dallo sfregamento tra le viti: una caratteristica importante soprattutto nel caso in esame che tratta componenti di microelettronica.

La selezione e lo sparo sono particolarmente veloci e arrivano sino a 100 viti al minuto.

La gestione del ciclo è regolata da una scheda elettronica dalla quale si possono impostare i tempi, gli allarmi e abilitare un contattore.

Unità di avvitatura

Un drop a 2 vie, ossia un selettore multiplo, in modo da alimentare entrambe le testine.

Due slitte di avvitatura RDB AI autoavanzanti manuali dotati di molleggio per compensare la possibile altezza differente delle 2 viti nella fase iniziale.

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