Beim Herstellen von Blech- und Massivumformteilen helfen moderne Werkzeugwechselsysteme, Zeit und Kosten zu sparen: Während ein Werkzeugsatz im Fertigungseinsatz ist, kann der nächste außerhalb der Presse vorgerüstet werden.
Dirk Haller ist Produktmanager bei der Schuler Pressen GmbH & Co. KG in Göppingen
Der schnelle Wechsel von Werkzeugen macht Pressensysteme wesentlich flexibler. Kurze Rüstzeiten wirken sich positiv auf die Ausbringleistung aus und ermöglichen, dass auch kleine Stückzahlen unterschiedlicher Bauteile wirtschaftlich zu fertigen sind.
Müssen größere Werkzeuge in die Presse transportiert und ausgerichtet werden, sind Wechselsysteme erforderlich, da sich die Werkzeuge nicht direkt auf dem Pressentisch absetzen lassen. Für einen reibungslosen Wechsel werden Ober- und Unterwerkzeug außerhalb der Presse abgesetzt und zentriert. Die Wechselhilfe erleichtert und beschleunigt den Transport in den Einbauraum und ermöglicht ein schnelles und sicheres Spannen.
Schiebetische
Bei Großpressen bestehen die Wechselsysteme aus fahrbaren Schiebetischen, automatisierten Spannvorrichtungen, Greiferschienenkupplungen sowie Einrichtungen zum automatischen Einstellen der Weg-, Druck- und Zeitachsen. Sie lassen sich den individuellen Fertigungsbedingungen des Umformteils optimal anpassen und werden beim Werkzeugwechsel automatisch aus dem Datenspeicher abgerufen und eingestellt.
Für jeden Stößel sind zwei Schiebetische vorhanden. Ein Tisch mit Werkzeugsatz befindet sich während der Fertigung in der Presse, der zweite steht außerhalb und wird mit dem nächsten Satz vorgerüstet. So lassen sich Werkzeug und teilespezifisches Zubehör bereits während der Produktion vorbereiten.
Beim automatischen Wechsel werden die Werkzeuge an den Stößeln gelöst und das Ober- auf das Unterwerkzeug abgelegt. Automatische Kupplungen trennen die Brücken oder Crossbars zusammen mit den Saugern von den Hubbalken und übergeben sie an den Schiebetisch. Dieser fährt dann quer zur Transportrichtung aus der Presse. Lichtschranken sichern den Fahrraum ab.
Beim Vorrüsten der Schiebetische außerhalb der Presse positioniert der Bediener neben dem Werkzeug auch das teilespezifische Automationszubehör auf dem Tisch. Danach werden die Werkzeuge eingefahren, abgesenkt, zentriert und gespannt und die Automationskomponenten eingekuppelt. Alle Arbeitsschritte laufen vollautomatisch ab. Die erforderlichen Parameter des neuen Werkzeugs werden über die Steuerung automatisch angefahren und sämtliche Verstellparameter von Peripheriegeräten wie Platinenlader und Fertigteilstapelanlage abgerufen und eingestellt.
Unter den Wechselsystemen mit Schiebetisch haben sich diejenigen mit links-/rechtsseitigen Ausfahrschienen sowie die Kreuzfahrtische durchgesetzt. Erstere benötigen zwar mehr Platz, doch halten sie die Wechselzeit extrem niedrig, da ein Schiebetisch ausfährt während der andere einfährt.
Bei herkömmlichen Crossbar-Transferpressen dauert der Werkzeugwechsel etwa 10 min. Die Generation der Compact-Crossbar-Transferpressen reduziert die Wechselzeit deutlich. Die Zahl der zu wechselnden Komponenten ist hier wesentlich geringer, da pro Pressenzwischenraum nur noch ein Crossbar den Transport von Stufe zu Stufe übernimmt und zudem die Ablagestation entfällt. So sind Wechselzeiten von etwa 7 min möglich.
Elektromotoren, die über eine im Boden liegende Energiekette oder über Batterie mit Energie versorgt werden, treiben die Schiebetische an. Deren Position wird oft nicht mehr über Endschalter erfasst, sondern über Seillängengeber oder Lasermesssysteme. Die genauere Messung verkürzt die Inbetriebnahmezeit und sorgt im Produktionsbetrieb für einen reibungsloseren, schnelleren Werkzeugwechsel.
Wechselwagen
Schienengebundene oder frei fahrbare Werkzeugwechselwagen erleichtern den Austausch von Werkzeugen bis etwa 20 t Masse. Dieses System findet besonders bei kleineren, einzelstehenden Pressen Anwendung. Auch bei dieser Variante ist der Einsatz von zwei Werkzeugplattformen besonders wirtschaftlich, da sich die Werkzeuge bereits während der Produktion in der Parkposition vorrüsten lassen. Verfügt die Presse über Schutzgitter und automatische Werkzeugspanner, ist auch hier ein automatischer Werkzeugwechsel möglich.
In der Ausgangsstellung ist das Werkzeug gelöst, und die Schutzgitter sind geöffnet. Der Zug-Schub-Antrieb des Wechselwagens fährt aus, koppelt automatisch an das Werkzeug an und zieht es aus der Presse. Nachdem der Wagen entriegelt, quer verfahren und in der Einschubposition wieder verriegelt wurde, lässt sich das neue Werkzeug in den Einbauraum einschieben.
Abstellkonsolen
Für Werkzeug bis etwa 6 t Masse ist eine Abstellkonsole eine einfache und kostengünstige Wechselhilfe. Diese wird mittels Hallenkran beladen und das Werkzeug anschließend per Hand in den Pressenraum geschoben. Einhängbare Konsolen können bis etwa 2 t eingesetzt werden. Bei schwereren Werkzeugen sind Stützfüße erforderlich. Schwenkkonsolen mit Doppelgelenk lassen sich nach dem Wechsel in eine Parkposition schwenken. Voraussetzung für ein manuelles Hineinschieben der Werkzeuge, das bis etwa 3 t eine Person bewerkstelligen kann, sind harte Laufrollen im Pressentisch und den Konsolen.
Wechselsysteme für die Massivumformung
Bei Pressen für die Massivumformung lassen sich mit einem Werkzeugwechselarm sowohl einzelne Werkzeugstufen als auch einzelne Matrizen und Stempel schnell auswechseln. Die Hebebewegung des Wechselarms erfolgt motorisch, das Anfahren der einzelnen Stufen manuell. Zum Greifen der Stufen besitzt der Wechselarm einen speziellen Aufnahmeköcher.
Beim Gestellwechsel wird das Werkzeug manuell oder automatisch auf Rollen über Konsolen aus dem Einbauraum der Presse gezogen. Hierfür sind in der Tischaufspannplatte hydraulisch anhebbare Rollenkonsolen oder Druckplatten vorgesehen.
Wechselzeiten von etwa 7 min sind möglich
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