Innovative Vakuumtechnik in der manuellen Montage

Mit Unterdruck schnell und sauber montiert

Gerade beim manuellen Handling miniaturisierter Bauteile für hochempfindliche High-Tech-Endprodukte spielt neben kurzen Taktzeiten die Sauberkeit eine wesentliche Rolle. Der Einsatz einer neuentwickelten Montagetechnik zeigt, dass auch in der Montage per Hand noch erhebliche Verbesserungspotentiale liegen.

Bei der Montage hochsensibler Einzelteile nimmt natürlich auch die Sauberkeit einen immer höheren Stellenwert ein, denn selbst kleinste Schmutzpartikel im µ-Bereich, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, können eine Funktionsbeeinträchtigung des Endproduktes zur Folge haben.

Das manuelle Fügen stellt den Werker nicht selten vor das Problem, dass Einzelteile aufgrund geringer Teiletoleranzen nicht exakt fluchten.

Bei tausenden von Fügevorgängen läßt sich ein gewisser Abrieb im Laufe der Zeit nicht vermeiden.
Deshalb erfüllen bisherige Handlingsvorgänge die hohen Anforderungen an die gewünschte Sauberkeit nicht in dem geforderten Maße.

Dabei entstand der Gedanke, bisher angewandte Mechanik durch Vakuumtechnik zu ersetzen.
Es sollte ein Werkzeug geschaffen werden, das eine sichere, schnelle und vor allem saubere Montage von Kleinteilen ermöglicht und zudem eine beschädigungsfreie Handhabung garantiert.

In Zusammenarbeit von BOSCH und MPM wurde eine Lösung gefunden, die das Anforderungsprofil für Vakuumpinzetten in nahezu idealer Weise erfüllt.

Ergonomische Gestaltung und einfaches sicheres Handling wurde besonderes beachtet.
So wird beispielsweise der Luftsog über eine Folientaste gesteuert, anstatt wie bisher bei handelsüblichen Geräten durch einen pneumatischen Schalter.

Diese Art der Steuerung bringt entscheidende Vorteile mit sich. Bei der herkömmlichen Bedienweise musste ein pneumatischer Schalter während des gesamten Montagevorganges gedrückt gehalten werden.

Diese Vorgehensweise hatte zur Folge, dass bei Unachtsamkeit oder nachlassender Konzentration des Montagearbeiters das Werkstück während der Bearbeitung zu Boden fiel und dadurch neben einer Verschlechterung der Taktzeiten auch die Gefahr der Einbringung weiterer Schmutzpartikel gegeben war.

Bei der neu entwickelten µ-vac-Pinzette kann sich der Bediener nun voll auf das zu bearbeitende Werkstück konzentrieren, denn es ist nur ein kurzes Antippen der Flächenfolie nötig, um den Vakuumsog zu aktivieren und das Teil anzusaugen. Erfolgt eine weitere Berührung, löst dies eine Deaktivierung des Vakuums aus und das zu bearbeitende Teil wird wieder freigegeben.  

Ein weiterer großer Vorteil dieser Art der Steuerung steht unter dem nicht zu unterschätzenden Aspekt des Energieverbrauchs. Im Gegensatz zu den bisherigen Vakuum-Handlingsgeräten nimmt die µ-vac Pinzette Energie nur während der Zeit der Vakuumzufuhr auf. Durch diesen bedarfsorientierten Druckluftverbrauch konnten die Energiekosten deutlich reduziert werden.
Als zusätzliche Sicherheit für den Werker ist in das ergonomisch geformte Griffteil eine optische Kontrolle integriert, die den Benutzer über den Betriebszustand seines Handlingwerkzeugs informiert.

Deutlich kürzere Taktzeiten

Die Art des Fügevorganges und die hierbei zu überbrückenden Entfernungen sind entscheidende Faktoren für die gesamte Montagedauer. Das Vakuumhandling findet gerade beim Greifen, Spannen, Bewegen, Fügen und Positionieren von Kleinteilen Verwendung.
Durch auswechselbare, werkstückoptimierte Adapter ist die Vakuum Pinzette für Bauteile wie Kugeln, Zahnräder, Stifte, O-Ringe oder Spritzlochscheiben gleichermaßen geeignet.

Während bei der bisherigen manuellen Montage bereits das richtige Ansetzen der Pinzette einen relativ hohen Zeitaufwand erforderte, genügt bei der jetzt angewandten Vakuumtechnik bereits ein grobes Positionieren der Pinzette. Das zu bearbeitende Bauteil wird durch den erzeugten Vakuumstrom praktisch wie durch einen Magneten angezogen und anschließend an der richtigen Stelle positioniert.

Selbst das Handling mit mehreren Bauteilen stellt sich als sehr vorteilhaft heraus. Besonders interessant: die sonst aufwendigen manuellen Fügevorgänge vereinfachen sich aufgrund der hohen Saugkraft und des Selbstzentriereffektes durch das Vakuum.

Schon nach kurzer Zeit zeichnet sich ein erfolgreicher Einsatz der Vakuum-Pinzette ab, es kann eine deutliche Reduzierung der Taktzeiten erzielt werden. Diese liegt je nach Anwendungsfall zwischen 20 und 50 Prozent.

Sauberkeit an erster Stelle

Besonderen Stellenwert nimmt die Sauberkeit während des gesamten Montageprozesses ein. Beispiel: Bauteile, Montageanlagen und Prüfstände können durch Luftverunreinigungen, Abrieb oder Hautreste verschmutzt sein.
Durch den Einsatz der Vakuum-Pinzette wird der von den Werkstücken ausgehende Verschmutzungsanteil drastisch gesenkt. Bereits während des Ansaugvorganges entsteht ein Reinigungseffekt, der das Bauteil von losen Partikeln befreit. Verunreinigungen werden durch den Sog über den Vakuumadapter weggesaugt und in einem in die Vakuumleitung integrierten Schmutzauffangfilter gesammelt.

Eine weitere kostengünstige Lösung ist das Sichtprüfen mit gleichzeitiger Reinigung von tiefen Bohrungen.
Das erforderliche Licht für die Ausleuchtung wird über ein Lichtleitkabel, das in die Vakuum-Pinzette integriert ist, in die Bohrung gebracht.
Parallel zum Prüfvorgang kann auf Knopfdruck eine mögliche Verunreinigung über den Vakuumadapter entfernt werden.

Die ausgeklügelte Vakuumhandlinglösung hat sich in der Praxis als zuverlässig und flexibel erwiesen.
Sie führt zu deutlichen Verbesserungen in Sachen Produktivität und Wirtschaftlichkeit.