Von der elektro-mechanischen Komponente zum mechatronischen System

Konzept für Industrie-4.0-fähige Spindeln

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Der Nürnberger Maschinenbauer GMN stellt auf der EMO sein Konzept für Industrie-4.0-fähige Hochleistungsspindeln vor. Statt einer rein elektro-mechanischen Komponente wird die Spindel zu einem mechatronischen System, das über eine zentrale digitale Schnittstelle intelligent mit der Steuerung der Werkzeugmaschine kommuniziert.

Das System erfasst die zur Spindel- und Prozessüberwachung relevanten Messsignale. Je nach Modell und Kundenanforderung sind dies unter anderem Lager-, Motor- sowie Kühlmitteltemperaturen, Drehzahl, Schwingungen, Wellenverlagerungen und der Spannzustand des Werkzeugs.

Messdaten zentral gespeichert

Hierzu werden die Messdaten zentral auf einer Platine, der IDEA-4S (Integrated Data Evaluation and Acquisition for spindles), gespeichert, in der Spindel selbst verarbeitet und über eine IO-Link-Schnittstelle – bei hohen Übertragungsraten per serieller Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle – an die Maschinensteuerung weitergeleitet. Die für Diagnosezwecke signifikanten Messdaten werden bereits in der Spindel gespeichert und lassen sich für Service und Instandsetzung dort abrufen.

Das System ist – in verschiedenen Ausbaustufen – geeignet für das gesamte Produktprogramm von GMN. Eine neue Katalog-Spindelreihe ist geplant, die im Standard mit dieser neuartigen Schnittstelle ausgestattet sein wird.

Hochleistungsspindeln für Fräsen,
Innen- und Außenschleifen

Neben der Vorschau in die Zukunft gibt GMN einen Überblick über sein aktuelles Programm an Hochleistungsspindeln für das Fräsen sowie das Innen- und Außenschleifen. Zu den zahlreichen Exponaten gehören Frässpindeln für höchste Drehzahlen, schwer zerspanbare Materialien und die Aluminium-Leistungszerspanung sowie Modelle mit Fanuc-Motor.

Innenschleifspindeln für kleinste Bohrungen und mit spezieller hydroviskoser Lagerdämpfung sind ebenso zu sehen wie Außenschleifspindeln mit extrem schlankem Gehäuse und als kundenspezifische Sonderanfertigung.

Umfassende Signalauswertung
ist in Planuung

Im Rahmen der Entwicklung Industrie- 4.0-fähiger Hochleistungsspindeln plant GMN für die Interprozesskommunikation außerdem eine eigenständige IPC-Einheit als Hutschienenmodul. Damit soll eine umfassende Signalauswertung der Spindel ermöglicht werden, unter anderem für die Diagnose, zum Condition Monitoring, ein erweitertes Datenlogging oder entsprechend Kundenanforderungen. Eine Einbindung in die übergeordnete Maschinensteuerung und -regelung kann zukünftig beispielsweise über eine HSK-i-Schnittstelle realisiert werden, die die entsprechenden Kontakte für die Daten- und Energieübertragung zur Verfügung stellt.

GMN Paul Müller Industrie
GmbH & Co. KG
www.gmn.de
EMO Halle 12 Stand B02

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