Die EMO Hannover setzt auf Null

Viele Produktionsunternehmen stehen vor einem Dilemma. Oft besteht die einzige Möglichkeit zum Überleben darin, eine Null-Fehler-Fertigung einzuführen, die eine größere Kosteneffizienz bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch bietet. Möglich wird dies durch intelligente Spanntechnik – mittlerweile weiterentwickelt zur Maschine in der Maschine. Es nutzt Sensoren, um Anomalien und Fehlfunktionen zu erkennen und zu beheben.EMO Hannover unterstützt die Branche auf ihrem Weg zur Null-Fehler-Fertigung. Aussteller wie die Hainbuch GmbH aus Marbach und die HD Schunk GmbH & Co. Spanntechnik KG aus Mengen (bei Sigmaringen) zeigen vom 18. bis 23. September 2023 auf der Weltleitmesse für Produktionstechnik spannende Lösungen, in denen die Digitalisierung im Mittelpunkt steht Transformation wird dabei eine wichtige Rolle spielen.

„Die Zukunft ist cyber-physisch.“ Unter diesem Motto lud die VDMA Präzisionswerkzeuge und Maschinenbau-Institut GmbH aus Frankfurt am Main 2020 zum Spannmittelforum in Düsseldorf ein. Das Forum war gut besucht und lockte Produktionsexperten aus Industrieunternehmen und Forschungsinstituten zusammen diskutieren die Vorteile von Spannmitteln, die sich dank der Digitalisierung mittlerweile zu cyber-physischen Geräten entwickeln.

Startschuss im Wettlauf um die Digitalisierung

Doch was ist aus diesem Megatrend geworden? War es nur eine Eintagsfliege? Für den HerstellerSchunk Es erwies sich als Startschuss im Wettlauf in eine neue Welt der digitalen Produktion. Im März 2020 stellte das Unternehmen auf dem Spannmittelforum in Düsseldorf einen hochempfindlichen Werkzeughalter mit integrierter Sensorik vor. Dieser Halter kann sogar als Nachrüstung in bestehende Maschinen eingesetzt werden. Für diese Form der digitalen Transformation spricht einiges, sagt Markus Michelberger, Vertriebsleiter Spanntechnik bei Schunk. Integrierte Sensoren in verschiedenen Spannvorrichtungen ermöglichen die permanente Überwachung der Prozessparameter und deren Korrektur bei Abweichungen.

„Inline-Überwachung und -Regelung sorgen für zuverlässige Prozesse und eine gleichbleibende Produktqualität für Anwender“, erklärt Michelberger. „Die automatisierte Echtzeitprüfung von Spannmitteln oder Werkzeughaltern während der Produktion ist die Grundlage für vorausschauende Wartung und Korrektur. Darüber hinaus dient sie auch der Dokumentation von Mess- und Prüfwerten im Fertigungsprozess.“ Gründe genug für Schunk, seinen digitalen Weg fortzusetzen. Besonderen Wert legt das süddeutsche Unternehmen auf einfache Plug-and-Play-Lösungen, die Anwender schnell in ihre Systeme integrieren können.

Spannmodul, das Echtzeitdaten sendet

Zu den Highlights auf der EMO Hannover 2023 gehören ein neues elektromechanisches Spannmodul mit vollständig integrierter Sensorik und ein intelligenter hydraulischer Dehnspannwerkzeughalter, der Echtzeitdaten vom Werkzeug selbst liefert und Verschleiß frühzeitig erkennt. Dieser intelligente Werkzeughalter ermöglicht eine zuverlässige Bearbeitung, verlängert die Werkzeugstandzeit und reduziert den Ausschuss. „Mit dem intelligenten Werkzeughalter itendo² ist die Digitalisierung in den Werkzeugmaschinen angekommen – er ermöglicht eine hochpräzise Inline-Steuerung“, sagt Michelberger. „Seine Vorteile lassen sich in allen Branchen nutzen, in denen die Qualität der bearbeiteten Oberflächen von größter Bedeutung ist – zum Beispiel beim Präzisionsbohren und dort, wo eine hohe Oberflächenqualität erforderlich ist.“

Michelberger hält das über IO-Link gesteuerte elektrische Nullpunktspannsystem für einzigartig, da es identische Kräfte erzeugen kann wie vergleichbare pneumatische Spannsysteme, ohne jedoch den Bauraum zu vergrößern. Darüber hinaus hat Schunk die Sensorik vollständig in das Modul integriert. Es sind keine externen Sensoren erforderlich, sodass keine Störkonturen entstehen. Michelberger: „Das Spannmodul NSE3-PH 138 bringt identische Einzugskräfte wie das herkömmliche System bei gleichen Abmessungen auf. Diese Technologie ist gerade erst auf den Markt gekommen und kann zu Recht als ‚disruptiv‘ bezeichnet werden.“

Hainbuch geht einen anderen Weg zur Null-Fehler-Fertigung. Stefan Nitsche, Director Main Products, beschreibt die Grundanforderungen an Spannmittel: Sie müssen schmutzunempfindlich sein und nahezu wartungsfrei sein. Sie zeichnen sich durch ihre sehr hohe Steifigkeit und Haltekräfte, ihre hohe Rundlaufgenauigkeit mit Abweichungen von maximal fünf Mikrometern sowie minimale Fliehkraftverluste aus.

Bewährt: Hainbuch ist auf dem Weg zur Null-Fehler-Fertigung. Seit über 15 Jahren nutzt es messtechnische Intelligenz, die eine Inline-Prozesskontrolle ermöglicht.

Schnell und präzise – Außenspannung mit Spannfuttern

Zweitens empfiehlt Nitsche dem Anwender, immer die richtige Spannvorrichtung zum Werkstück zu verwenden, auch wenn dadurch der Rüstaufwand steigt. Beispielsweise ist die Innenspannung die beste Lösung für die 5-Seiten-Bearbeitung. Verfügt das Werkstück jedoch nicht über die dafür notwendige Spannbohrung, ist für Nitsche die Außenspannung mit Spannfuttern die ideale Lösung. Nitsche: „Wir nutzen unsere Centrotex-Schnellwechselschnittstelle und das Docklock-Nullpunktspannsystem, um die manuellen Rüstzeiten auf ein Minimum zu beschränken – mit unserem System unter einer Minute statt etwa 30 Minuten mit herkömmlichen Mitteln – und Umrüstzeiten.“ Genauigkeit bis zu nicht mehr als drei Mikrometern.

Hainbuchs Messintelligenz, die eine Inline-Prozesskontrolle ermöglicht, ist seit über 15 Jahren erfolgreich im Einsatz; Das Unternehmen bezeichnet es als seine dritte „Null-Fehler“-Komponente. Es dient zur mikrometergenauen Kontrolle des Vorbearbeitungsspanndurchmessers und zur Erkennung des Werkstücksystems. „Darüber hinaus wird die tatsächliche Spannkraft am Werkstück kontinuierlich gemessen. Bei zunehmender Komplexität der Bauteile stellt dies einen entscheidenden Faktor für die Prozessstabilität dar“, erklärt Nitsche. „Alle drei Technologien und Produkte werden wir auf der EMO Hannover live zeigen. Mit Centrotex oder Docklock ist es ein Kinderspiel, unsere Spannmittel in Sekundenschnelle und mit mikroskopischer Präzision zu wechseln oder unsere IQ-Spannmittel für hochpräzises Spannen bei gleichzeitiger Leistung zu nutzen.“ diverse Messvorgänge.“

VDMA Fachverband Präzisionswerkzeuge

VDMA Präzisionswerkzeuge ist die Informations- und Networkingplattform für Hersteller von Zerspanungswerkzeugen und Spanntechnik sowie Werkzeugmacher. Mit rund 65.000 Beschäftigten ist die Präzisionswerkzeugindustrie einer der größten Zweige des Maschinenbaus. Als institutioneller Schirmherr der EMO Hannover 2023 wird VDMA Präzisionswerkzeuge vom 18. bis 23. September 2023 mit einem eigenen Gemeinschaftsstand in Hannover vertreten sein. Aktuelle Entwicklungen rund um die Spanntechnik präsentieren Unternehmen wie Hainbuch und Schunk außerdem vom 19. bis 21. September im Technologieforum, das Besucher am Stand D57 in Halle 4 finden.

Präzises Drehen – VDW SensoSpann-Studie

Die VDW-SensoSpann-Studie zu dynamischen Spannverhältnissen beim Drehen ohne Stützelemente mittels sensorischer Spannbacken steht kurz vor dem Abschluss. In dieser Analyse wird dieInstitut für Werkzeugmaschinen und Produktionsverfahren (IWP) der TU Chemnitz untersucht, wie die Prozessdynamik die Werkstückspannung beeinflusst. Ziel der Untersuchung ist die Entwicklung eines In-Prozess-Messkonzepts, das in ein Fräs-Dreh-Bearbeitungszentrum integriert werden kann. Sensorische Spannbacken erfassen im Zusammenspiel mit Weg- und Kraftmesstechnik die Spannkraft, Werkstückverschiebung und Schnittkräfte während des Prozesses. Ziel ist es, statische und dynamische Spannzustände zu vergleichen.

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