位于瑞士Baar的医疗技术制造商Medela(美德乐)在全球范围内销售他们的吸乳器产品，可以为不能直接哺乳的母亲提供同样母乳喂养她们孩子的机会。Medela研发了“双韵律”技术,模拟宝宝自然吸允韵律，一阵快速刺激阶段过后是一阵较慢速度的抽取阶段。母亲能自己决定体感最舒适的泵内真空量(最大舒适真空值MCV)。安全阀或调整螺钉可以避免泵内产生使人感觉不适的大量低压。

由于持续增长的产量，2013年Medela用自动化设备取代了原先需手动装配泵组件的方式。位于Kleindoettigen(CH)的设备和机械制造专家Robomat接受了这一任务，他们完成了从研发、设计到制造完成由八个部件组成的装配机。

一体化的安全阀主要由一个螺纹销钉或一个调整螺钉组成，它与一个硅胶膜相连，可以起到稳压的作用。螺纹销钉通过按压凸起的正面将空气到推入薄膜内的空隙处，然后拉紧薄膜。释放低压时， 因为预紧力大于螺纹销钉紧绷硅胶膜上力的平均值，通过调整螺钉进行调整，随后空气可以溢流。在装配过程中，往塑料外壳中拧入一个可编程旋入深度、精度为±0.1mm的销钉(M3顶部凸起，另一侧为六角固定螺丝SW1.5) 。

图1 WSM-自动化设备满足对于深度精确性和高度多次重复精准性的要求

拧紧扭矩为0~24nm

Robomat研发了一个用于泵组装配时的旋转式传输装置。每个单独元件被放置在螺旋输送机上，通过安装程序自动运输。根据模块或真空系统完成了构件的分离。为了拧紧螺纹销钉，机械工程师们集成了Castrop-Rauxel-WSM自动化装备中的全自动化拧紧系统。WSM自动化拧紧系统从1999年建立之初起就开始为不同行业的客户提供螺丝刀控制器和输送机。Robomat项目设计主管?Matthias Hilpert说：“这不仅涉及到技术了的功能性和精确性，使每次都能精确的完成拧紧，更为不同的使用找到合适的解决方案。“WSM全自动和半自动化的拧紧和输送系统是便于维护和方便用户使用的，按不同大小和参数的螺丝、螺母或销钉的拧紧扭矩设定在0~24nm之间，鉴于它的高精度，高抽样比例以及快速拧紧速度都彰显了其杰出的特性。在泵冲传感器的作用下自动化拧紧系统做标准化运行，其显示出的内部分辨率为0.0125mm，螺距深度的编程精度为0.1mm。因此，在Medela方案中的，精确完成指定拧紧深度并不是什么难事。

细节是关键

“研发过程是最大的挑战。构件和螺纹销钉本身的误差值增加了精准拧紧的难度，”Matthias Hilpert解释道。其中，将构件准确地定位在工件夹具内，即便对制造流程有着高度精确性的要求，Robomat也能在准备和维修时阶段，完全区分构件定位的高度差异。另一个特征就是，在螺纹销钉顶部标注了外壳棱角要遵循的的深度尺寸。

而生产过程中必然会产生构件高度方面的误差。新的自动化装配装置也不能保证，旋入工具或批头总在同一深度进行运行。对于固定安装的拧紧装置，设置的深度脱离点在每一次旋入都可能处于另外一个高度水平。两者的的误差能够通过WSM-拧紧装置中的深度传感器得以消除，因为传感器位于螺丝刀喷嘴的升程过程中。机器因此一直以同样深度做内部拧紧，尽管螺丝刀喷嘴钻头处于不同的Z-高度上。

图2 在Robomat新自动化安装设备中，有一个WSM自动化设备公司提供的自动旋入系统，它可将螺纹销钉精准的拧入。

销钉顶部

螺纹销钉本身是造成在精确到达预期深度时巨大消耗的原因。Medela的项目工程师，Micheal Menzi说明了原因：“公司让第三方供应商按图纸生产调节螺钉。虽然长度误差在正常范围内，但在生产时还是会造成机械的断开，从而带来巨大的费用支出。若不考虑误差影响，系统的拧紧深度是由批头-肩胛和销钉-上边缘接触点来决定的。使用不同长度的销钉，则拧紧会在不同的深度停止。“

来自鲁尔区的螺丝专家们圆满解决了Robomat所面临的这个难题。“螺纹销钉不会简单的直接在螺丝刀喷嘴中连接、拧紧，而是在每次拧紧前都做一次激活测量，“Robomat公司的 Matthas Hilpert解释道。这指的是 ，导入一块插入的胀形板或者称之为柠入板，在板上将外径中产生的不必要的自转进行绷紧。拧紧装置完成套头和螺丝刀冲程, 驱动电动机转动批头, 并找到激活特征值。若在某一时间点出现的深度值接近规定的极值，那系统将立即归零。所以销钉停留在螺纹销钉顶部，紧接着会按期望的深度值旋入。

WSM的拧紧装置遵循批头准确性为±0.1mm的标准，通过WSM2kHz高频率的抽样控制，和驱动元件的动力确保了螺纹销钉总能在同样深度值进行旋动。

制造成本明显下降了

自动Medela2014年起在工厂使用新的装配自动化设备后，这个瑞士企业的制造成本得到了明显的下降。新设备的另一个优势就是可以在线检验生产完的部分零件，使它的额定值达到手工调节装置的效果。

在装备同时进行复查，检测是否能保持力求达到的真空值，使螺纹销钉顶部与硅胶模的接触点满足所要求和遵循误差为±0.1mm的精度。若不能达到这个误差值，则在调节螺丝的拧紧前进行检验程序。NIO-部分(不合格件)会被立刻判断出然后被挑出。Micheal Menzi表示，”对于继续生产程序来说这当然是一个巨大的优势，因为我们在连续工作，没有出现时间延迟。”他很满意设备拧入深度的精准性和可用性。“设备非常好，我们使用至今还没有发生过故障。”