Spanntechnik Die Maschine in der Maschine

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Viele Produktionsbetriebe können oft nur noch mit einer Null-Fehler-Produktion überleben. Verwirklichen lässt sie sich mit intelligenter Spanntechnik, die sich zur Maschine in der Maschine gewandelt hat.

Die Zukunft ist cyberphysikalisch: Unter diesem Motto luden der VDMA Präzisionswerkzeuge und die Maschinenbau-Institut GmbH aus Frankfurt am Main im März 2020 nach Düsseldorf zu einem Spannmittelforum ein. Dort diskutierten Produktionsfachleute aus Industrie und Forschung die Vorteile von Spannmitteln, die sich dank Digitalisierung zu cyberphysikalischen Betriebsmitteln weiterentwickeln.

Start in eine digitale Produktionswelt

Diese Veranstaltung war für den Spanntechnikspezialisten Schunk der Startschuss in eine neue, digitale Produktionswelt: Das Unternehmen stellt auf dem Spannmittelforum einen feinfühligen Werkzeughalter mit integrierter Sensorik vor. Für diese Form der digitalen Transformation spricht sehr viel, meint Markus Michelberger, Head of Sales Clamping Technology von Schunk. So würden sich durch integrierte Sensorik in unterschiedlichen Spannmitteln Prozessparameter permanent überwachen lassen und bei Abweichung korrigieren. „Die Inline-Überwachung und -anpassung sichert dem Anwender einen zuverlässigen Prozess und eine gleichbleibende Produktqualität“, so Michelberger. „Eine automatisierte Überprüfung der Spannmittel oder Werkzeughalter in Echtzeit während der Fertigung ist Basis für eine vorausschauende Wartung oder Korrektur. Nicht zuletzt dient sie der Dokumentation von Mess- und Prüfwerten im Fertigungsprozess.“ Gründe genug für Schunk, den digitalen Weg fortzusetzen. Besonderen Wert legen die Süddeutschen auf einfache Plug-and-Play-Lösungen, die der Anwender schnell in seine Anlage integrieren kann.

Intelligenter Werkzeughalter ermöglicht prozesssichere Bearbeitung

Zu deren Highlights auf der EMO Hannover 2023 werden ein neues elektromechanische Spannmodul mit komplett integrierter Sensorik und ein smartes Hydro-Dehnspannfutter zählen, das Echtzeitdaten direkt vom Werkzeug liefert und frühzeitig Verschleiß erkennt. Dieser intelligente Werkzeughalter ermöglicht prozesssichere Bearbeitung, verlängert die Werkzeugstandzeiten und verringert den Ausschuss. „Mit dem intelligenten Werkzeughalter Itendo² ist die Digitalisierung in der Werkzeugmaschine angekommen – er bringt die Inline-Kontrolle buchstäblich direkt auf den Punkt“, sagt Michelberger. „Seine Vorteile spielt er in allen Branchen aus, in denen die Qualität der zu bearbeitenden Oberflächen im Vordergrund steht – etwa bei Präzisionsbohrungen und wenn hohe Oberflächengüte gefragt ist.“

Das elektrische Nullpunktspannmodul wird über IO-Link angesteuert und kann ohne Bauraumvergrößerung identische Kräfte wie vergleichbare pneumatische Spannsysteme erzeugen. Außerdem hat Schunk die Sensorik komplett integriert: Daher ist kein externer Sensor nötig, sodass keine Störkontur entsteht. Michelberger: „Das Nullpunktspannmodul NSE3-PH 138 bringt bei gleichen Abmessungen identische Einzugskräfte wie das herkömmliche System auf. Diese Technologie ist absolut neu auf dem Markt und darf zu Recht als ‚disruptiv‘ bezeichnet werden.“

Null-Fehler-Produktion hat viele Facetten

Hainbuch widerum geht die Null-Fehler-Produktion unterschiedlich an. Als Grundvoraussetzung bezeichnet Stefan Nitsche, der Bereichsleiter Hauptprodukte, schmutzunempfindliche und nahezu wartungsarme Spannmittel, die sehr hohe Steifigkeit sowie Haltekräfte, hohe Rundlaufgenauigkeit mit Abweichungen von maximal fünf Mikrometern und minimale Fliehkraftverluste auszeichnen.

Zweitens empfiehlt Nitsche Anwendern, immer mit dem für das Werkstück idealen Spannmittel zu arbeiten, auch wenn sich der Rüstaufwand erhöhe. So sei die Innenspannung zwar ideal bei der Bearbeitung von fünf Seiten; besitze das Werkstück jedoch keine dazu nötige Spannbohrung, sieht der Bereichsleiter die Außenspannung mit Spannkopffutter als ideale Lösung an. Nitsche: „Um den manuellen Rüstaufwand minimal – bei unserem System unterhalb einer Minute statt konventionell oftmals 30 Minuten – und die Wechselwiederholgenauigkeit bei maximal drei Mikrometern zu halten, setzen wir auf unser Centrotex Schnellwechselsystem und das Docklock Nullpunktspannsystem.“

Spannmittel

Wenn der Roboter die Spannmittel automatisch wechselt

Als dritten, seit über 15 Jahren im Einsatz erprobten und bewährten, Baustein in Sachen „Null Fehler“ bezeichnet Hainbuch seine Messintelligenz, die In-Line-Prozesskontrolle ermöglicht. Mit ihrer Hilfe wird der Spanndurchmesser aus der Vorbearbeitung im Mikrometerbereich geprüft und die Werkstückanlage detektiert. „Zudem wird die Ist-Spannkraft kontinuierlich am Werkstück gemessen, was bei zunehmend diffizilen Bauteilen einen wichtigen Faktor bei der Prozessstabilität darstellt“, erklärt Nitsche. „Alle drei Technologien beziehungsweise Produkte zeigen wir live auf der EMO Hannover. Jeder kann kinderleicht unsere Spannmittel mit Centrotex oder Docklock µm-genau in Sekunden vor Ort wechseln oder mit unseren IQ-Spannmitteln hochgenau spannen und gleichzeitig die verschiedenen Messoperationen durchführen.“ (jv)

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