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By Gernot E. Fischer

Die Herstellung von Schraubverbindungen ist einer der häufigsten Montagevorgänge. Bei zunehmendem Wettbewerbsdruck und immer kürzerer Lebensdauer der Produkte stellt daher die Frage ihrer Automatisierbarkeit ein zentrales Thema der Forschungen im Bereich der Montageautomatisierung dar. Ausgehend von der Erfassung des Stands der Technik in der flexiblen Schraubmontage und der examine des Schraubprozesses zeigt die vorliegende Publikation die prozeßrelevanten Einflußparameter auf. Diese Parameter werden quantifiziert, und Anforderungsprofile für Funktionsmodule zur Schraubmontageautomatisierung erarbeitet. Vorgestellt wird ein Rechnerprogramm, das die Simulation des Fügeprozesses ermöglicht, und zwar erstmals dreidimensional und unter Einbeziehung sämtlicher Fasen und Flankengeometrien beider Gewindepartner. Dieses Programm erlaubt die Prozeßsimulation bei beliebigen Relativlagen der Gewindepartner zueinander und läßt so die realitätsnahe Nachbildung von Schraubvorgängen zu, da auch Positionierfehler in die Betrachtungen miteinbezogen werden können.

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Kann die Richtung des Normalenvektors auf dem Schwerpunkt ermittelt werden. Dies ist -33 notwendig, um die Richtung der Einwirkung von Fügekräften auf die Berührflächen zu erhalten. Zur Bestimmung dieser Normalenvektoren werden die gekrümmten Gewindegeometrien aus dem ursprünglichen Koordinatensystem zunächst in einen ebenen Bildraum transformiert. Die Abbildung der Fügepartner in diesem Bildraum liefert eine Geometrie ähnlich zweier schrägverzahnter Zahnstangen, die Berechnung der Normalenvektoren wird in diesem ebenen Raum analytisch einfacher.

_--~ Grd +-----t-----~--I_~~_4----_4~--_+--~~ 0,2 SW = Sch lQsselwelte 0 ,4 0,6 0,8 SplelSw 1,0 mm 1,4 _ Schreubwerkzeug ~ : Durch Kopfspiel erzeugte Bereiche des maximalen Kippwinkels zwischen Schraube und Schraubwerkzeug Dies ist durch einfachen Nußwechsel nicht möglich, da das axialgerade Führen der Schraube Spielfreiheit zwischen Schraubenkopf und Schraubwerkzeug bedingt. B. führen zwar spielfrei, stellen jedoch keine zentrische Führung der Schraube sicher. Ein Schraubwerkzeug, welches die gestellten Anforderungen erfüllt, benötigt daher bewegliche Greifbacken.

Anforderungen während Fügephase 111 Schwankungen der Translationsgeschwindigkeit durch Steigungsfehler beider Fügepartner sowie vermehrte Drehzahlschwankungen durch steigenden Reibungseinfluß mÜssen kompensierbar sein. Anforderungen während Fügephase IV nach Erreichen der Kopfauflage muß das Festdrehmoment übertragen werden können, dabei muß jedoch eine drehdeformationsfreie Einleitung des Drehmoments in die Fügeteile gewährleistet bleiben, da sonst Drehmoment bzw. Festdrehwinkel nicht mehr eindeutig sensierbar sind.

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