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Spannsysteme: Treiber für Präzision und Effizienz

Fühlende Spannmittel gewährleisten Prozesssicherheit und verringern Ausschuss
Spannsysteme: Treiber für Präzision und Effizienz

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Um sich zukunftssicher aufzustellen, sind effiziente Fertigungsverfahren unabdingbar. Genauso sind Präzision, Flexibilität und Prozesssicherheit Kernanforderungen der modernen Zerspanung. Die Spanntechnik bietet, durch ihre unmittelbare Nähe zu Werkzeug und Werkstück sehr gute Voraussetzungen, um an diesen Stellschrauben zu drehen. Die Integration von Sensorik ist eine davon.

Filigrane Bauteile mit komplexen Geometrien, eine hohe Varianz bei kleinen Stückzahlen, verschiedene Werkstoffe und der Wunsch nach einer produktionsübergreifenden Vernetzung sorgen dafür, dass Werkstück- und Werkzeughalter konsequent weiterentwickelt werden. Dabei sollen der Prozessautomatisierung sowie dem Sammeln und Auswerten von Daten zukünftig wichtige Rollen zukommen.

Auf dem Weg hin zur vernetzten Fabrik werden Sensoren in die Systeme integriert um cyberphysische oder fühlende Spannmittel zu schaffen. Da die Spanntechnik sowohl dem Werkstück als auch dem Werkzeug am nächsten ist, hat sie in der „Smart Factory“ neben ihrer primären Aufgabe – dem Spannen – drei weitere: die Zustandsbeschreibung, die Eigendiagnose sowie das Sammeln von Informationen über den Bearbeitungsprozess. Ersteres hilft dabei Fehler beim Spannvorgang zu erkennen, während die Diagnose eine prädiktive Wartung beispielsweise durch Verschleißerkennung ermöglicht. Die Prozessinformationen könnten in einem nächsten Schritt von einer übergeordneten Steuerung dazu verwendet werden, korrigierend in den laufenden Prozess einzugreifen.

Auf Tuchfühlung zum Werkstück

Um Messvorgänge in der Fertigung zu reduzieren hat die Hainbuch GmbH die Spannfutter und -dorne der IQ-Serie entwickelt. Damit wird direkt bei der Werkstückspannung der Werkstückdurchmesser und die Anlage am Anschlag geprüft. Über berührungslose Daten- und Energieübertragung werden die Messdaten direkt an die Maschinensteuerung geleitet und ausgewertet. Die Steuerung führt einen Sollwert-Abgleich durch. Falls es zu Abweichungen kommt, kann eine Meldung ausgegeben oder eine Korrektur in die Wege geleitet werden.

Auch die Römheld-Gruppe hat für die Produktionsüberwachung in Echtzeit den Maschinenschraubstock HPC entwickelt. Die Elektronik des Werkstückhalters soll Spannkräfte in Echtzeit erfassen und sie mit vorab eingestellten Soll- und Grenzwerten abgleichen. Die Ergebnisse übermittelt es drahtlos an die jeweiligen Empfangsgeräte. Nähern sich die Spannkraftwerte einem der definierten Grenzbereiche, warnt das System. Zudem können auch hier die Daten an die Maschinensteuerung kommuniziert werden, um so automatisiert in den Fertigungsprozess einzugreifen.

Bearbeitung aus nächster Nähe überwachen

Auch an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Maschine bietet sich dank fühlender Spannsysteme ebenfalls die Möglichkeit, vielfältige Prozessdaten zu sammeln und auszuwerten. Das sensorische Hdydrodehnspannfutter iTendo ist laut Hersteller Schunk in der Lage, den Zerspanungsprozess lückenlos zu erfassen, Grenzwerte zu überwachen und bei Unregelmäßigkeiten eine Regelung von Drehzahl und Vorschub in Echtzeit zu ermöglichen. Der Werkzeughalter erfasst die Daten dabei unmittelbar am Werkzeug, überträgt sie via Bluetooth an eine Empfangseinheit im Maschinenraum, wo sie an eine Regel- und Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Während eine Überwachung der Stromaufnahme der Spindel nur diffuse Signale zum Schwingungsverhalten ermöglicht, liefert die intelligente Werkzeugaufnahme präzise Prozessdaten.

Flexibilität und Effizienz im Trend

Die vorgestellten Lösungen in der Spanntechnik sollen Anwendern bei ihrer Fertigung durch das Überprüfen der Prozesse mittels Sensorik unterstützen. So sollen Ausschussteile und Maschinenstellstände verhindert werden. Ebenfalls von großem Interesse für Anwender sind Systeme zur Automatisierung der Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen sowie Schnellwechselsysteme. Sie stellen die immer wichtiger werdende Flexibilität und das schnelle Umrüsten der Spannmittel sicher. Auch die einfache Handhabung bleibt weiter ein wichtiges Merkmal der Spanntechnik.

Hainbuch GmbH
www.hainbuch.com

Hilma-Römheld GmbH
www.roemheld-gruppe.de

Schunk Gmbh & Co. KG
www.schunk.com


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