AMB 2022 in Stuttgart: Halle 1 - Stand H70

Fachbeitrag: Spannende Datenlieferanten

Die Spanntechnik übernimmt im Umfeld von Industrie 4.0 neue Aufgaben. Neben dem Positionieren, Halten und Abstützen von Werkstücken und Paletten übermitteln die Elemente - z.B. von der Roemheld Gruppe - nun auch präzise Informationen zur Position und Lage des Werkstücks sowie den Spann- und Auflagekräften. In Zukunft werden sie zudem den eigenen 'Fitnesslevel' diagnostizieren und der Instandhaltung somit Daten für eine vorbeugende Wartung übermitteln.
Nullpunktspannsystem Stark.intelligence, hier in einer 5-Achs-Fräsanwendung mit automatisierter Beladung
Nullpunktspannsystem Stark.intelligence, hier in einer 5-Achs-Fräsanwendung mit automatisierter BeladungBild: Stark Spannsysteme GmbH

Diese Informationen machen die Spanntechnik zu einem wichtigen Datenbaustein im Rahmen der Digitalisierung von Zerspanungsprozessen. Im Fokus stehen die Prozesssicherheit, Produktivität und Transparenz vor, während und nach der Bearbeitung sowie ein reibungsloses Zusammenspiel mit anderen am Prozess beteiligten Komponenten.

Hauptspannpunkt mit einem sensorisch überwachten Schwenkspanner Bild: Römheld GmbH

Intelligente Spannmittel

Maschinentisch: Um Stark Nullpunktspannsysteme zu digitalisieren, wurde das modulare System Stark.intelligence entwickelt. Jede Spannvorrichtung bekommt hierbei eine eigene Multi-Sensor-Einheit. Deren Sensoren erheben Informationen zum gegenwärtigen Zustand: Sie messen Wege und damit Positionen, Temperaturen und Drücke. Eine Zentraleinheit empfängt und bündelt die Daten von mehreren Einheiten. Anschließend gibt sie die Daten via IO-Link-Schnittstelle (induktiv oder kabelgebunden) an unterschiedliche Endgeräte aus. Der Maschinenbediener sieht sie auf dem Display seiner Steuerung, die Mitarbeiter von Instandhaltung und Qualitätssicherung auf ihren Rechnern – und bei Störungen wird zusätzlich der Servicetechniker auf seinem Smartphone benachrichtigt.

>>Zunehmende Automation + Digitalisierung benötigen passende Spannelemente<<

Werkstückspannsysteme (Werkstückspannung): Durch programmierbare Bewegungsprofile des Werkstückspannsystems kann eine große Variantenvielfallt in nur einem Spannsystem vollautomatisiert gefertigt werden. Einlegeposition, Spannhub und Spannkraft lassen sich für jedes Bauteil individuell programmieren. Die Informationen zur Spannbackenposition und Spannkraft werden über elektronische Signale der Steuerung übermittelt. Eine hohe Flexibilität erreicht das Spannsystem schon alleine durch seinen großen Spannbackenhub. Ein Spannbackenwechsel ist somit in vielen Fällen nicht notwendig; das erhöht deutlich die Spindellaufzeit.

Empfindliche Teile feinfühlig spannen

Für filigrane, dünnwandige Werkstücke ist das elektromechanische Hilma Schraubstock-Spannsystem ASE prädestiniert, da es ohne Mindestdruck funktioniert. Spannhub und Spannkraft lassen sich für jedes Bauteil programmieren. Anwender zeigen sich oft beeindruckt von der feinen Einleitung der Spannkräfte. Das System arbeitet prozesssicher, da die Spindel auch ohne Stromzufuhr im gespannten Zustand selbsthemmend ist.

Hydraulische Vorrichtungselemente (Werkstückspannung): Auch Spannelemente für die Serienproduktion sind bereits mit angepassten Sensoren bestückt, wobei alle relevanten Informationen als Datenpaket der Steuerung zur Verfügung gestellt werden. Alle wichtigen Informationen zum Hauptspannpunkt sind Spannposition, Spannkraft und Auflagekraft. Diese Daten in Kombination erzeugen ein präzises Zustandsbild zum Spannpunkt. Des Weiteren lassen sich Bearbeitungskräfte (im Grenzbereich) am Spannpunkt detektieren. Die Datenerfassung aus den Spannpunkten und der Spindelkraftaufnahme geben Rückschlüsse zur Bearbeitung. Fehler oder Probleme beim Einfahren des Fertigungsprozesses sind dadurch frühzeitig transparent und können in kürzester Zeit abgestellt werden. Darüber hinaus liefert die Wegsensorik auch Informationen zum Fitnesszustand der Spannelemente, die sich für eine vorbeugende Wartung nutzen lassen.

Elektromechanische Spannmittel im Trend

Ein weiterer Trend sind elektromechanisch angetriebene Spannmittel mit integrierter Datenschnittstelle, die Daten sowohl über die Sensorik als auch über den Antrieb liefern. Zur Roemheld Produktfamilie gehören bereits heute Schwenkspanner, Schraubstock-Spannsysteme und Nullpunktspannsysteme.

Der vor einigen Jahren entwickelte elektromechanische Schwenkspanner ist heute in vielen Anwendungsgebieten im Einsatz: in Motor- und Getriebeprüfständen oder in der Robotik als Sondergreifer, im Bereich der Luftfahrt, in Montageeinrichtungen, Zerspanungsmaschinen oder Autoklaven (Türverriegelung).

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