Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 09/2017, 15.09.2017

Spannmittel als zentraler Faktor

Richtig konzipiert und ausgeführt ist die automatisierte Maschinenbeladung in der Fertigung von Kleinstserien und Einzelstücken entscheidend, wenn es darum geht, rüstzeitbedingte Stillstandzeiten zu reduzieren und die Maschinen mit minimalem Personalaufwand rund um die Uhr auszulasten. Spezialist Schunk bietet eine grosse Auswahl an Spannmitteln und Greifsystemen, die hierbei helfen.

Konzepte zur automatisierten Werkzeugmaschinenbeladung drehen sich um drei Faktoren: kürzeste Zykluszeiten, maximale Anlagenverfügbarkeit sowie die Möglichkeit, sehr flexibel auf Produktmodifikationen und Nachfrageänderungen reagieren zu können. Wer eine hohe Varianz beherrschen und kleine Losgrössen mit maximaler Effizienz fertigen will, muss primär die Komplexität seiner Prozesse reduzieren. Dies beinhaltet strenge Werkzeugkonventionen und klare Übereinkünfte bei Werkzeug- und Werkstückspannmitteln. Ebenso wichtig ist es, Rüstzeiten zu minimieren, sie vor die jeweilige Maschine zu verlagern und die Fertigung mithilfe von Teilespeichern zu verstetigen.

Den grössten Effekt erzielen Unternehmen, die das Gesamtsystem aus Maschine, Spannmittel, Werkzeugen, Greiftechnik und anderen Beladekomponenten im Griff haben. Ob eine Maschinenbeladung bei kleinen Losgrössen besser mithilfe von Paletten, über einen direkten Spannmittelwechsel oder als Teilehandling per Roboter, Portal oder über ein flexibles Fertigungssystem erfolgt, hängt von den individuellen Gegebenheiten ab. Das nach eigenen Angaben mit über 11 000 Standardkomponenten weltweit grösste Spanntechnik- und Greifsysteme-Sortiment von Schunk bietet deshalb gute Voraussetzungen für massgeschneiderte Lösungen.

Der Griff in den nahezu unerschöpflichen Baukasten

Standardisierte Palettiersysteme ermöglichen einen flexiblen und zugleich prozessstabilen Spannmittelwechsel. Werkstücke und Spannvorrichtungen werden auf Spannpaletten gerüstet, magaziniert und aus dem Palettenmagazin auf das Bearbeitungszentrum eingewechselt. Eine einheitliche Schnittstelle zum Nullpunktspannsystem an der Palettenunterseite verbindet sie und damit die Werkstücke mit der Maschine. Eine effiziente Lösung ist das sehr flach bauende Palettiermodul «Vero-S NSA plus», das im Maschinenraum viel Platz fürs Werkstück und die Achsbewegungen lässt. Es erreicht dank Eilspannhub Einzugskräfte bis 15 000 N und Haltekräfte von über 100 000 N.

Als Schnittstelle zu Roboter oder Portal dient das Leichtbaukupplungssystem «NSR». Es ermöglicht die Palettenbeladung nahe am Maschinentisch. Mit ihm sind besonders niedrige Aufbauten aus Spannstation und -palette realisierbar. Die selbsthemmende Verriegelung erfolgt formschlüssig, Öffnen, Schliessen und Palettenanwesenheit werden über Näherungsschalter abgefragt. Die Module wiegen 400 g (NSR mini 100) beziehungsweise 1600 g (NSR 160). Sie eignen sich zum Handhaben von Paletten bis 75 kg (bei 200 × 200 mm) beziehungsweise bis 300 kg (bei 400 × 400 mm). Für das Handling bis 1000 kg dient die Roboterkupplung «NSR maxi 220», die Drehmomente bis 4000 Nm überträgt.

Alternativ zum Palettenwechsel können komplette Spannmittel für die automatisierte Maschinenbeladung genutzt werden. Als Schnittstelle zur Maschine dient das Nullpunktspannsystem «Vero-S». So können sich die Kraftspannblöcke sekundenschnell in die Maschine einwechseln und per Roboter und Greifer unmittelbar mit Werkstücken beladen lassen.

Anstatt komplette Spannmittel umzurüsten, wird die erforderliche Flexibilität beim Keilstangenkraftspannfutter «Rota THW plus» mit seinem Backenschnellwechselsystem erzielt. Spannbacken lassen sich damit innerhalb von zwei Minuten mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,02 bis 0,03 mm wechseln. In Kombination mit werkstückspezifischen Hydrodehnspannlösungen, die direkt auf die modifizierten Kraftspannfutter eingewechselt werden können, lassen sich auch deformationsempfindliche Teile automatisiert beladen. Hydrodehnspanndorne und -futter sind daher eine wirkungsvolle Lösung, um Rüstzeiten zu minimieren, Werkstücke automatisch zu zentrieren und mit einer Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,003 mm zu spannen.

Das System von Schunk bietet auch ein breites Spektrum an Schnellwechselmodulen für das Roboter-Frontend. In der Regel besteht dieses aus einem am Roboterarm montierten Schnellwechselkopf und dem Schnellwechseladapter, der mit dem Werkzeug oder Greifer verbunden ist. Beim Werkzeugwechsel werden beide Teile automatisch stabil mechanisch gekoppelt. Zugleich sorgen sie für eine zuverlässige Durchleitung von Pneumatik, Hydraulik, Spannungsversorgung und unterschiedlichsten elektrischen Signalen. (msc)

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Mit der Roboterkupplung «Vero-S NSR» von Schunk lassen sich Spannpaletten prozesssicher handhaben; auf dem Maschinen-tisch gewährleistet das Nullpunktspannsystem den sicheren Halt bei hoher Wiederholgenauigkeit. (Bilder: Schunk)


Dieser Hydrodehnspanndorn (rechts) sitzt direkt auf dem Kraftspannfutter «Rota THW» und ermöglicht eine hochpräzise Spannung. Der mit Kunststoffbacken ausgerüstete Beladegreifer schont die Oberfläche der Präzisionsteile.