Jiangsu Bozhiwang Automation Equipment Co.,Ltd

Um das volle Potenzial von Crimpkraftmonitoren ausschöpfen zu können, müssen Ingenieure deren Funktionsweise verstehen.

Crimpkraftmessgeräte (CFMs) sind hilfreich, um die Qualität beim Konfektionieren von Drähten sicherzustellen. Sie sparen erheblich Zeit und Kosten, indem sie Ausschuss reduzieren und Beschädigungen an den Werkzeugen verhindern. Zudem tragen sie zur Kundenzufriedenheit bei, indem sie qualitativ hochwertige Crimpverbindungen gewährleisten.

Obwohl Luftvolumenstrommesser (CFM) präziser und benutzerfreundlicher als je zuvor sind, müssen Ingenieure ihre Funktionsweise verstehen, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Andernfalls kann es zu Frustration kommen. In einigen Fällen haben Hersteller die CFM-Messung sogar komplett abgeschaltet, weil die Geräte nicht wie erwartet funktionierten.

Viele Ingenieure glauben, dass die Implementierung eines CFM ihre Qualitätsprobleme lösen wird oder dass sie ein CFM an jeder Presse einsetzen können. Dies ist jedoch nicht der Fall. Manche stellen die unqualifizierte Frage: „Kann das CFM einen einzelnen Strang außerhalb einer Crimpverbindung erkennen?“ Tatsächlich lässt sich diese Frage erst nach einer Reihe von Fragen zur jeweiligen Anwendung beantworten.

Die folgenden Punkte gelten vor allem für Anwendungen, bei denen ein vollautomatisches System zum Schneiden, Abisolieren und Konfektionieren der einzelnen Drahtbaugruppen eingesetzt wird. Konfektionierungsmaschinen werden üblicherweise an solchen Maschinen anstelle von Tischpressen verwendet, da die Geschwindigkeit, mit der ein automatisiertes System die Drähte konfektioniert, eine effektive Qualitätskontrolle auf anderem Wege erschwert. Die gleichen Grundprinzipien gelten jedoch auch für Tischanwendungen.

Crimpkraftmessgeräte erzeugen eine Kraft-Zeit- oder Kraft-Winkel-Kurve, anhand derer Ingenieure den Crimpvorgang genau beobachten können. Beachten Sie die Ausbuchtung am linken Ende dieser Kurve, die beim ersten Kontakt des Werkzeugs mit den Flügeln des Anschlusses entstand.

Konstruktion und Konzepte

Kraftsensoren:Alle CFMs sind insofern ähnlich, als sie auf einer Kraftmessdose zur Messung der Crimpkraft, einer Art Auslösevorrichtung zur Bestimmung des Messbeginns und einer Steuereinheit zur Durchführung der Analyse basieren.

Kraftsensoren können am Pressenrahmen, im Pressenstößel oder in der Grundplatte angebracht werden. Rahmensensoren sind am gebräuchlichsten, da sie kostengünstiger und einfacher zu montieren sind. Für Anwendungen, die eine höhere Empfindlichkeit erfordern, empfiehlt sich jedoch der Einsatz eines Ringsensors, der entweder im Stößel oder in der Grundplatte platziert wird, da er dort in direkter Linie mit der Presskraft liegt.

Nachteilig ist, dass Ringsensoren teurer sind, da die Sensoren selbst kostspieliger sind und für die korrekte Installation spezielle Bauteile benötigt werden. Typischerweise benötigen Monteure Ringsensoren nur dann, wenn sie mit sehr kleinen Drähten und Klemmen arbeiten.

Auslösevorrichtungen, Elektronik:Zur Aktivierung der Kraftmessung während jedes Crimpvorgangs ist ein Auslösemechanismus erforderlich. Es gibt verschiedene Arten von Auslösemechanismen, darunter Näherungsschalter, Lichtschranken am Pressenkörper und Encoder an der Pressenwelle. Encoder sind in der Regel die zuverlässigsten und genauesten der drei. Sie sind jedoch auch die teuersten.

Während eine Presse einen Crimpvorgang ausführt, werden die Signale der Sensoren und Auslöser an eine elektronische Steuereinheit weitergeleitet, die eine Kraft-Winkel- oder eine Kraft-Zeit-Kurve erzeugt, die aus einigen hundert Datenpunkten auf einer X-Y-Achse besteht – wobei die X-Achse die Zeit oder den Winkel und die Y-Achse die Kraft angibt.

Komplexe Algorithmen analysieren anschließend die Kurve hinsichtlich Form und Amplitude an jedem Punkt und vergleichen diese Merkmale mit einer bekannten, „guten“ Referenzkurve. Verschiedene Hersteller verwenden unterschiedliche Algorithmen, doch alle erfordern die Eingabe der Parameter, die eine gute oder schlechte Baugruppe definieren. Einige Hersteller verfolgen einen benutzerfreundlicheren, aber weniger flexiblen Ansatz. Andere wiederum möchten flexibler sein, was jedoch tendenziell zu komplexeren Lösungen führt. Anders als man vielleicht annehmen mag, sind nicht alle Anwendungen gleich, und die Ermittlung der richtigen Parameter kann mitunter schwierig sein.

Crimpkraftmonitore werden am häufigsten bei automatisierten Systemen eingesetzt, können aber auch bei kleineren, langsameren Tischpressen verwendet werden.

Standardkonfigurationen

Die Vorgehensweise zur Implementierung eines CFM ist grundsätzlich immer gleich, unabhängig vom verwendeten Systemtyp.

Als ersten Schritt muss die Crimpverbindung hinsichtlich aller Spezifikationen – einschließlich Crimphöhe, Zugfestigkeitsprüfung und Sichtprüfung – überprüft werden, um eine gute Ausgangsbasis zu gewährleisten. Dies mag selbstverständlich erscheinen, doch erstaunlich viele Hersteller nehmen zusätzliche Änderungen an einer Crimpverbindung vor.nachSie konfigurieren ihre CFM-Anlage und versuchen dann, die Produktion zu starten. Wenig überraschend führt dies häufig zu viel Ausschuss, da die CFM-Anlage eine andere Crimpkurve erkennt und annimmt, dass alle Crimpvorgänge fehlerhaft sind.

Sobald der Monteur die korrekten Parameter eingestellt hat, besteht der zweite Schritt darin, dem CFM beizubringen, eine korrekte Crimpung zu erkennen. Dies erfordert in der Regel ein bis sechs Crimpvorgänge, unabhängig vom verwendeten System.

Während des Programmiervorgangs ist es für den Bediener unerlässlich, zu überprüfen, ob alle Teile tatsächlich korrekte Baugruppen darstellen. Führt der Bediener den Anlernprozess mit einer zu hohen Crimphöhe durch und überprüft anschließend die Korrektheit der Werte, erkennt das CFM-System dies nicht. Es sucht und akzeptiert Teile mit zu hoher Crimphöhe und verwirft dabei möglicherweise auch korrekt ausgeführte Crimpvorgänge.

Nachdem eine Kurve erstellt wurde, werden im nächsten Schritt Toleranzparameter festgelegt. Diese sollten nicht zu streng sein. Andernfalls könnten einwandfreie Teile fälschlicherweise als fehlerhafte Verpressungen identifiziert werden, was zu häufigen Maschinenstillständen führt. Dies frustriert nicht nur die Bediener, sondern verschwendet auch Zeit und Material.

Gleichzeitig müssen die Toleranzen so eng sein, dass keine fehlerhaften Verpressungen als gut durchgehen, was die Kunden verärgern würde – ein noch schlimmeres Ergebnis als übermäßiger Ausschuss.

Kraftkurven lassen sich auf verschiedene Weise analysieren. Am häufigsten werden sowohl die Fläche unter der Kurve als auch deren Form betrachtet. Es empfiehlt sich, beide Parameter gleichzeitig zu überwachen, da ein Parameter innerhalb der Toleranz liegen kann, während der andere außerhalb liegt. Typische Toleranzen betragen etwa ±4 Prozent der aufgebrachten Gesamtkraft.

Viele Ingenieure gehen davon aus, dass ein einziger Parametersatz für alle Anwendungen ausreicht. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Wenn Toleranzen von mehr als ±7 Prozent erforderlich werden, ist die Streuung zu groß, und das System muss überprüft werden, um festzustellen, ob der Applikator korrekt funktioniert oder ein anderes Problem vorliegt.

Beachten Sie, dass üblicherweise nur ein Teil der Kurve analysiert wird. Insbesondere das „Rauschen“ am Anfang der meisten Kurven hat kaum Einfluss auf die Qualität der Crimpverbindung. Dieses Rauschen – in Form einer kleinen Ausreißer im Kraftmesswert – entsteht, wenn das Werkzeug den Anschluss berührt und die Crimpflügel zu biegen beginnt. Da der eigentliche Crimpvorgang noch nicht stattgefunden hat – die Flügel haben den Draht noch nicht berührt –, geben diese Messwerte keinen Aufschluss über die endgültige Qualität.

Ebenso ist es mitunter notwendig, einen oder mehrere bestimmte Bereiche der Kurve zu analysieren, um besonders feine Fehler zu erkennen. Für die Anwendung eines solchen Bereichsansatzes muss der übrige Prozess sehr stabil sein. Jeder Bereich hat dann seine eigenen Toleranzparameter.

Dieser Querschnitt veranschaulicht, was passieren kann, wenn ein Hersteller eine zu große Klemme für den Draht vorsieht. In diesem Fall hat die fehlerhafte Positionierung des Drahtes zu einem Hohlraum auf der linken Seite geführt.