Porównanie narzędzi do montażu

Inną dziedziną ożywionych dyskusji toczonych przez inżynierów produkcji jest pytanie, jaki rodzaj konstrukcji wkrętarek jest najwydajniejszy: pneumatyczne, elektryczne DC czy impulsowe. Czynnikiem, który zintensyfikował dyskusje są nowe warianty narzędzi elektrycznych wchodzące na rynek. Szczególnie narzędzia akumulatorowe są coraz częściej używane w zastosowaniach przemysłowych

Przeprowadzono próby porównawcze trzy najbardziej popularne narzędzia  — pneumatyczne ze sprzęgłem, hydrauliczno-pneumatyczne impulsowe i elektryczne DC z sterownikami.

Wszystkie trzy narzędzia miały wartość momentu około 35 Nm. Narzędzia pneumatyczne ze sprzęgłem i elektryczne były modelami kątowymi, podczas gdy impulsowe miały pistoletowy typ rękojeści.

Test wydajności prowadzono podobnie, jak uprzednio dla śrub maszynowych M8 wkręcanym na głębokość 20 mm do zetknięcia obydwu łączonych elementów. Połączenie było twarde, z kątem ok.  30° do 40° od zetknięcia obydwu powierzchni do uzyskania zadanego momentu dokręcania.

Przeprowadzono cztery testy: z częściowo ręcznym wkręceniem i ułożeniem śruby w pozycji pionowej i poziomej, a także bez wkręcania ręcznego w takich samych dwóch położeniach. Dla każdego testu przeprowadzono trzy serie po sześć dokręceń. Strategia dokręcania stosowana dla każdego narzędzia była taką samą “standardową” strategią stosowaną w próbie powtarzalności.

Wyniki prób wykazały, że narzędzia impulsowe pozwalają na najszybsze dokręcanie, co jest jednym z kluczowych aspektów handlowych tej technologii.

Główną przyczyną tej cechy nie jest jednak bardzo duża prędkość obrotowa bez obciążenia – około 4 razy większa, niż w przypadku narzędzi elektrycznych DC i 7 razy w przypadku narzędzi ze sprzęgłem – lecz korzyści ergonomiczne jednoręcznej pracy narzędziem z uchwytem pistoletowym wobec konieczności dwuręcznego posługiwania się narzędziami kątowymi.

Jednakże nie zawsze większa prędkość obrotowa narzędzia skraca czas montażu. Powodem tego, jest to, że czas pracy narzędzia jest tylko niewielką częścią całkowitego czasu wkręcania śruby. Ponad połowę czasu wkręcania śruby zabiera jej umieszczenie w otworze.

Jednocześnie większość tych korzyści wynikających z szybszego narzędzia impulsowego zostaje zniwelowana dłuższym czasem ustalania momentu wyłączenia narzędzia impulsowego (1 s wobec 0,1 s -czasu zadziałania sprzęgła mechanicznego odcinającego).

Narzędzie pistoletowe impulsowe 35 Nm nie wytwarza nieakceptowalnego poziomu oddziaływania na rękę pracownika, ponieważ proces dokręcania jest rozdzielany na wiele bardzo krótkich impulsów pochłanianych przez bezwładność narzędzia. W rezultacie na rękę operatora nie jest przenoszony duży moment reakcji.

Pozostałe dwa narzędzia kątowe oddziaływują na operatora poprzez szybki wzrost momentu reakcyjnego ( połączenie twarde – wzrost momentu od 0 do 35 Nm przy obrocie tylko o 40 st ), kończąc na błyskawicznym odcięciu. Ta nagła zmiana energii jest absorbowana przez operatora, jeśli jest to narzędzie ręczne.

Narzędzia elektryczne DC pozwalają na zastosowanie strategii startu i zakończenia procesu dokręcania przy bardzo zmniejszonych prędkościach obrotowych wrzeciona, co znacząco zmniejsza niepożądaną reakcję na operatora, ale jest to okupione znaczącym wydłużeniem całkowitego czasu dokręcania.

Pneumatyczne narzędzie impulsowe, które przynosi takie korzyści, ma także parę wad. Na przykład z uwagi na to, że połączenia miękkie (od 40 do 720 st obrotu od zera do osiągnięcia zadanego momentu dokręcania) wymagają większej liczby  impulsów, przez co czas operacji dokręcania proporcjonalnie wzrośnie. Wydłuża to dodatkowo czas cyklu narzędzia impulsowego w porównaniu z narzędziami ze sprzęgłem i standardowo programowanymi narzędziami elektrycznymi DC.

Na przykład w naszych testach powtarzalności, czas dokręcania złącza miękkiego narzędziem impulsowym był o 3 sekundy dłuższy niż połączenia twardego. W porównaniu z tym, w przypadku narzędzia elektrycznego DC czas był dłuższy jedynie o 0.5 sekundy, natomiast narzędzie ze sprzęgłem pracowało tylko o 0.1 sekundy dłużej. Oprócz spowolnienia pracy narzędzia, wydłużone pulsowanie przyczynia się do jego zużycia i konieczności częstszego serwisowania.

Z tego powodu najlepsze aplikacje narzędzi impulsowych ograniczają się do węższego przedziału połączeń, niż pozostałe dwie technologie. Jeżeli chodzi o względną produktywność narzędzi elektrycznych DC i narzędzi ze sprzęgłem – przy zaprogramowaniu narzędzia DC  na jednoetapową operację – przy tej samej prędkości co narzędzie ze sprzęgłem, ich czasy pracy będą niemalże identyczne.

Z uwagi na ich podobne wymiary i ciężar, można sądzić, że i produktywność będzie taka sama. Daje to możliwości producentom do zróżnicowania urządzeń poprzez szczegółowe zmiany projektowe.

Nasi specjaliści są zawsze do Państwa dyspozycji - niezależnie od lokalizacji Waszego zakładu. Prosimy o kontakt telefoniczny lub mailowy do centrali lub lokalnych oddziałów.

Dział Handlowy Centrala Warszawa

Narzędzia: 601 321 056 601 440 470 607 377 568Stanowiska montażowe | Automatyzacja | Projekty: 601 920 308 Software: 531 922 386 Hydraulika 700 bar: 601 688 553 Znakowanie: 601 962 756

Region Południowy

Narzędzia | Automatyzacja: 531 923 307 Hydraulika siłowa: 605 628 233

Region Południowo-Zachodni

Narzędzia:
601 293 612
530 450 144

Serwis Centrala Warszawa

607 377 011 22 642 85 70

Region Południowo-Zachodni

530 898 641