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Induktive Winkelsensoren für die Positionsüberwachung Thüringer Poka Yoke schließt Montagefehler aus

Autor / Redakteur: Evelyn Märtin* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Mit ihren Montage- und Prüfvorrichtungen unterstützt Möve-Metall im Thüringischen Mühlhausen vor allem Automobilzulieferer bei der fehlerfreien Produktion. Wo ein Herstellungsprozess manuelle Eingriffe erfordert, sorgen die Maschinen und Vorrichtungen aus Thüringen für exakte Montagebedingungen. So auch beim Verschrauben von Autositzen mit Hilfe diverser Montagevorrichtungen mit Parallelarmen, deren Armpositionen von Turcks induktiven Winkelsensoren erfasst werden.

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Die berührungslosen RI-Winkelsensoren von Turck liefern ein 4…20-mV-Signal an die Steuerung, die daraus die exakte Armposition errechnet.
Die berührungslosen RI-Winkelsensoren von Turck liefern ein 4…20-mV-Signal an die Steuerung, die daraus die exakte Armposition errechnet.
(Bilder: Turck)

Poka Yoke ist japanisch und bedeutet so viel wie „unglückliche Fehler vermeiden“. Der Begriff beschreibt den anhaltenden Fertigungstrend, Fehler bereits während des Produktionsprozesses auszuschließen statt sie durch aufwändige Qualitätskontrollen nach der Montage zu suchen.

Vermieden werden Fehler nach dem Poka-Yoke-Prinzip, indem es dem Arbeiter möglichst schwer gemacht wird, seine Arbeitsschritte falsch auszuführen. Auch der amerikanische Autozulieferer Johnson Controls, nach eigener Aussage weltweit führend bei Autositzen, Dachhimmeln, Türverkleidungen und Instrumententafeln sowie Elektronik für den Fahrzeuginnenraum, folgt in seiner Produktion diesem Prinzip. Für die Autositzproduktion beispielweise bedeutet das konkret: Es muss sichergestellt werden, dass jedes Anbauteil in der richtigen Reihenfolge, mit der richtigen Schraube oder Niete, dem richtigen Werkzeug und der richtigen Kraft am Sitz montiert wird.

Parallelarm mit Positionsabfrage verhindert falsch montierte Teile

Umgesetzt wird diese Vorgabe durch Montagevorrichtungen mit Parallelarmen oder anderen so genannten Reaktionsarmen von Möve-Metall in Mühlhausen. Das Thüringer Unternehmen, aus dem ehemaligen VEB Möve-Werk hervorgegangen, entwickelt, konstruiert und produziert mit seinen 50 Mitarbeitern Spezialmaschinen, Vorrichtungen und Anlagen - insbesondere Montage- und Prüfvorrichtungen für Automobilzulieferer. Für diesen Zweck hat Möve-Metall einen Parallelarm mit Positionsabfrage für die Montage entwickelt, der eine Positionserfassung von Schraub- und Nietvorgängen ermöglicht und so falsch montierte Teile zuverlässig verhindert.

Induktive Winkelsensoren stellen die Positionsüberwachung sicher

„Um Komponenten zu verschrauben, ist der Autositz in Positionierelementen fixiert“, erklärt Michael Zimmermann, Technischer Leiter des Unternehmens. „Am Parallelarm ist ein Schrauber eingespannt. Die Arbeitsweise nach dem Prinzip des Parallelogramms sichert die exakte und wiederholgenaue Stellung des Schraubers.“ Die Positionsüberwachung an den drei Gelenken des Parallelarms gewährleisten induktive Winkelsensoren von Turck.

Angenehmer Nebeneffekt ist die Aufnahme der beim Bearbeiten entstehenden Kräfte. Der Einfluss von Reaktionsmomenten auf den Benutzer wird somit beseitigt. Sollen Positionen unterschieden werden, die nah beieinander liegen, sitzen an allen drei Gelenken des Arms die induktiven RI-Winkelsensoren. Müssen weit entfernte Positionen unterschieden werden, so reicht durchaus ein einzelner Winkelsensor am Schwenkgelenk des Parallelarms.

Steuerung sorgt für den richtigen Dreh

In der Steuerung sind Parameter für jede zu setzende Schraube hinterlegt. Will der Arbeiter die erste Schraube eindrehen, führt er den Arm an die entsprechende Stelle. Die Steuerung registriert die korrekte Position und gibt den Strom oder die Druckluft für den Schrauber frei (erstes i.O). Der Arbeiter schraubt die Schraube ein, bis die Steuerung die nötige Anzahl an Umdrehungen des Schraubers registriert (zweites i.O) und das nötige Drehmoment erreicht wird (drittes i.O.) - das den sicheren Sitz der Schraube garantiert.

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