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Vernetzt und kommunikativ

Spannmittel auf dem Weg zu Industrie 4.0
Vernetzt und kommunikativ

Trendumfrage | Der zunehmenden Vernetzung aller Produktionsmittel verschließt sich auch die Spanntechnik nicht, wie unsere Trendumfrage zeigt. Spannmittel werden zunehmend intelligent. §

Autor: Sabine Koll

„Sinkende Losgrößen und eine steigende Variantenvielfalt stellen neue Anforderungen an die Industrie. Die spanende Fertigung steht vor der Herausforderung, dass immer häufiger in möglichst wenigen Operationen und mit minimalen Rüstzeiten ein möglichst großes Teilespektrum abgedeckt werden muss“, beobachtet Markus Ges, Geschäftsführer bei Schunk. Die „Serienfertigung von Unikaten“ nimmt laut Mario Baur, Leiter Produktmanagement bei Röhm, „bereits heute einen großen Stellenwert ein, beispielsweise in der Medizintechnik: „Gemeint ist damit die effiziente Fertigung von ähnlichen, jedoch nicht gleichen Werkstücken.“

Roboter werden künftig verstärkt das Umrüsten der Spannmittel übernehmen
Doch welche Rolle kann die Spanntechnik übernehmen, damit Zerspaner auch in Zukunft kleine Losgrößen sehr effizient fertigen können? „In einer zunehmend automatisierten Fertigung – auch bei kleinen Produktionslosgrößen – sind auch Spannsysteme gefragt, die per Handling oder Roboter umgerüstet werden können“, stellt Gerhard Rall, Geschäftsführender Gesellschafter von Hainbuch, klar. „Auch werden autonome Spannmittel gefragt sein, die mit dem gespannten Bauteil von Maschine zu Maschine oder von einem zum anderen Prozess transportiert werden können und wieder hochpräzise fixiert werden.“
„Der große Trend in der spanenden Fertigung ist die Automatisierung und die vernetzte Produktion mit der Erhöhung der Maschinenlaufzeiten, der Senkung der Rüstzeiten und der autarken Produktion“, stellt Jürgen Förster fest, Vertriebsleiter bei AMF. „Innerhalb dieser vernetzten Umgebung müssen auch die Spannmittel ‚intelligenter’ werden und im System ‚kommunizieren’ können.“ Dann können sie laut Förster Auskunft geben auf Fragen wie: Liegt ein Werkstück an? Ist das Spannmittel geschlossen oder geöffnet? Ist das Werkstück richtig gespannt? Mit welcher Spannkraft ist das Werkstück gespannt? Oder sogar: Ist das richtige Werkstück gespannt? „Darüber hinaus geben intelligente Spannmittel selbsttätig und auf Anfrage Nachricht, wann und dass sie gewartet werden müssen. Die Wartungszyklen sind einsatzbezogen flexibel und nicht starr“, so Förster weiter.
Erste Industrie-4.0-Ansätze sind bereits erkennbar
In diesem Szenario sind Spannmittel offensichtlich bereits im Industrie-4.0-Zeitalter angekommen. Ja und Nein, sagt Hans-Joachim Molka, Geschäftsführer von Römheld: „Werkstück-Spannelemente und -systeme bieten ja schon lange die Möglichkeit der automatisierten Ansteuerung und Überwachung der jeweiligen Spannstellungen. Bis zur Industrie 4.0 ist es allerdings noch ein weiter Weg.“ Das Unternehmen aus Laubach hat sich aber bereits auf diesen Weg begeben. „Im ersten Versuch wandeln wir die Signale der Spannkomponenten mit Hilfe von speicherprogrammierbaren Steuerungen in Kommunikationsdaten“, erläutert Molka. Per App können dann zum Beispiel auf dem Smartphone die jeweiligen Zustände der Vorrichtung in Echtzeit abgelesen werden. „Technisch haben wir also bereits mit der Integration von Spannsystemen in eine vernetzte Produktion begonnen“, so Molka. Römheld führt Besuchern auf der AMB live am Stand vor, wie der drahtlosen Übertragung von Spannsignalen in Echtzeit funktioniert.
Auch andere Spanntechnik-Hersteller befassen sich intensiv mit den Möglichkeiten der Vernetzung ihrer Produkte innerhalb der Fertigungsumgebung: Eine Vernetzung mit dem System beziehungsweise der Maschine kann dabei nach Aussagen von Oliver Schickor, Produktbereichsleiter bei Hoffmann, sowohl bei der Werkstück- als auch bei der Werkzeugspannung realisiert werden: „So können Werkzeugaufnahmen zum Beispiel mit einem Balluff-Chip oder einem aufgelaserten Data-Code versehen werden, um eine Kommunikation mit der Werkzeugmaschine zu ermöglichen oder bereits vermessene Werkzeugdaten an die Maschine zu übertragen.“
Der Spanndruck bei Schraubstöcken lässt sich überwachen
Ein zusätzlicher Ansatz sei bei der Werkstückspannung eine aktive Spanndrucküberwachung bei Schraubstöcken. Dabei werde ein Abfall des Spanndrucks unmittelbar an die Maschine gemeldet – Werkstück-, Werkzeug- und Spindelschäden könnten dadurch vermieden werden.
„Gerade elektromechanische Spanntechnik lässt sich gut in ein vernetztes Gesamtsystem einbinden“, betont Röhm-Experte Baur. Als Beispiele dafür, wie sich Spannmittel schon heute flexibel ans Werkstück anpassen lassen, nennt er die elektrisch betätigten Voll- und Hohlspannzylinder seines Unternehmens: „Spannkraft, Spanndurchmesser und Hübe lassen sich über die Maschinensteuerung exakt auf das jeweilige Werkstück einstellen. Ein weiterer Punkt ist die Integration von Prozessschritten. Greifer können heute schon während des Handling-Vorgangs das Bauteil vermessen und die Daten an nachgelagerte Prozessschritte mitteilen.“
Auch Schunk bietet mit seinen Produkten bereits heute die Möglichkeit für eine flexible und vernetzte Produktion: Bei den Vero-S Palettiersystemen lassen sich via RFID Paletten und Werkstücke eindeutig identifizieren und über den kompletten Prozess hinweg verfolgen.
Ähnliches gilt für die Werkzeughalter des Unternehmens, die mit Data Matrix Codes ausgestattet werden können und ein intelligentes Werkzeughaltermanagement ermöglichen. Jede Menge Intelligenz steckt nach Aussagen von Geschäftsführer Kleiner mittlerweile auch in den mechatronischen Greifsystemen, welche die Spannmittel beladen: „So ermöglichen Schwenkeinheiten und Linearmodule eine hohes Maß an Flexibilität, eine lückenlose Erfassung der Prozessdaten und die Weitergabe dieser Informationen an die nachgelagerten Stationen.“ •
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