Auf dem Prüfstand

Der Kfz-Bereich, aber auch andere Industriezweige fordern über die Funktionsprüfung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften hinaus weitere Tests, die die haptischen Eigenschaften überprüfen. Die genaue Vorgabe, wie sich das Betätigen eines Dreh- oder Druckschalters anfühlen soll, gehört bei vielen Endkunden zur Leistungsbeschreibung. Hierfür hat Soma im Kundenauftrag eine End-of-Line-Prüfstation entwickelt, die elektrische und haptische Eigenschaften, in diesem Fall von Lichtdrehschaltern für Kraftfahrzeuge, testet. Die Prüfstation ist als Zelle aufgebaut, die über ein Transfersystem mit dem Montagebereich verbunden ist. Maßgeblich ist hier die Taktzeitvorgabe von 16 Sekunden pro Teil. Um diese zu erreichen, fahren die Werkstückträger sequenziell drei einzelne Prüfstationen an. An der ersten werden alle optischen Prüfungen vorgenommen, die zweite ist für die Funktionen der Tasten und die dritte für die der Drehknöpfe vorgesehen. Insgesamt werden 30 verschiedene Teilevarianten auf der Anlage geprüft. Die geforderte Verfügbarkeit liegt bei über 95 Prozent. Elektrische Antriebe von Oriental Motor erfüllen genau diese Anforderungen, denn die motorisierten Linearschlitten der Serie EZS verfahren mit bis zu 800 mm/s. Der eingesetzte Alpha-Step-Schrittmotorantrieb zeichnet sich durch schnelles Ansprechverhalten aus und vermeidet Fehlschritte durch die automatische Aktivierung des geschlossenen Regelkreises (Closed-Loop-Regelung). Mit der Umsetzung der Antriebsenergie durch eine gerollte Kugelumlaufspindel erreicht der EZS kurze Positionierzeiten von durchschnittlich 0,19 s. Die Gesamtlänge der Führung beträgt 209 mm zusätzlich zum Hub. Der Antrieb kann dabei direkt an den Aufbau installiert werden. Die zweite Prüfstation deckt die Haptik-und Funktionstests der Drucktaster ab. Dabei wird ein Betätigungselement mit integriertem Kraftmesssystem über der zu prüfenden Taste verfahren. Zuständig für dessen punktgenaue Positionierung in X- und Y-Richtung sind zwei motorisierte Linearschlitten der Serie EZS. Sie liefern eine Wiederholgenauigkeit von 0,02 mm, auch bei den geforderten schnellen Taktzeiten. Um die Taste selbst zu betätigen, also eine Bewegung in Z-Richtung auszuführen, wird der Linearaktuator DRL von Oriental Motor verwendet. Hierbei handelt es sich um einen Positionierantrieb mit gerollter oder geschliffener Kugelumlaufspindel. Die nächste Station prüft das haptische Verhalten der Drehknöpfe. Die Einheit verfügt über zwei separate Betätigungselemente mit unterschiedlichen Drehmoment-Messsystemen und Prüflings-Adaptierungen. Die stärkere der beiden Einheiten dient zur Prüfung eines großen Knaufs, die andere prüft die kleineren Drehknöpfe. Auch an dieser Station verfahren die Betätigungselemente in X- und Y-Richtung mit den EZS-Linearschlitten, und der Drehkopf wird mit dem DRL-Aktuator in Z-Richtung adaptiert. Die Drehelemente werden mit definierter Winkelgeschwindigkeit betätigt und in dem jeweils benötigten Winkel gedreht. Als Antrieb der Rotationsachse dient der Mikroschrittantrieb Alpha Step. Beim großen Knauf beträgt die Drehung 90° im Uhrzeigersinn, Encoderräder werden auch bis 360° geprüft. Hierbei wird das Drehmoment über den Drehwinkel aufgezeichnet. Zur synchronen Aufnahme des Drehwinkels ist die Rotationseinheit mit einem zusätzlichen Inkremental-Encoder ausgerüstet.☐