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Die Werkzeugmaschine in der vernetzten Produktion

| Autor/ Redakteur: Andrea Gillhuber / Andrea Gillhuber

Mit der Technik entwickelt sich auch die Werkzeugmaschine weiter. Die EMO Hannover gibt einen Überblick über den aktuellen Stand bei Industrie 4.0, Sicherheit und Technologien.

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Die EMO Hannover zeigt das Potenzial der vernetzten Werkzeugmaschine.
Die EMO Hannover zeigt das Potenzial der vernetzten Werkzeugmaschine.
(Bild: ©Andrey Armyagov - stock.adobe.com)

Interoperabilität und Kommunikation – das sind die Grundvoraussetzungen der Industrie 4.0. Ohne einen umfassenden und barrierefreien Austausch von Informationen geht das Konzept der vierten industriellen Revolution nicht auf. Um ein Werkstück effizient produzieren zu können, ist ein prozessübergreifender Informationsaustausch erforderlich: Daten müssen zusammengeführt, ausgetauscht und bewertet werden. „Big Data Analytics“ ist hier das Schlagwort.

In der Produktion nimmt aus diesen Gründen die Werkzeugmaschine eine zentrale Rolle ein. Mit Sensoren ausgestattet, liefert sie wichtige Daten über Maschinenauslastung und -verfügbarkeit sowie über Werkstückeigenschaften. Diese Informationen über den aktuellen Zustand erlauben zudem Rückschlüsse auf das zukünftige Verhalten der Maschinen. Die EMO Hannover 2017 greift diese Trends auf und zeigt neben Industrie-4.0-Lösungen auch klassische Technologien, die die Werkzeugmaschine der Zukunft noch effizienter machen.

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Klassische Technologien im Fokus

Auf der diesjährigen EMO Hannover organisiert der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken, kurz: VDW, gemeinsam mit der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik, kurz: WGP, das Symposium „Production for Tomorrow“. Prof. Dr. Eberhard Abele, Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt und Präsident der WGP, erklärt die Intention der Veranstaltung: „Wir wollen mit dem Symposium die Aufmerksamkeit sehr bewusst auf genau solche Innovationen lenken, die unabhängig vom Vernetzungsgedanken die High-End-Qualität von Werkzeugmaschinen auch für die kommenden Jahre garantieren werden.“

Der Fokus der Veranstaltung liegt dabei auf den klassischen Technologien wie Antriebstechnik, Messtechnik oder auch Laserstrahlquellen. Durch diese lässt sich laut Abele die Qualität von Werkzeugmaschinen weiter steigern und gleichzeitig der „Ruf der deutschen Maschinen in Bezug auf Präzision, Verfügbarkeit, Effizienz und Produktivität auch für die Zukunft garantieren“. Abele wird das Symposium zudem mit der Keynote eröffnen. Darin wird er die Produktionstechnik im Jahr 2025 aus Sicht der WGP skizzieren. Weitere Vorträge widmen sich beispielsweise SPS-Programmtests an Werkzeugmaschinen, hybriden Bearbeitungsstrategien sowie neuen Ansätzen, wie die Grenzen von Werkzeugmaschinen verschoben werden können.

Sicherheitstechnik an Werkzeugmaschinen

Außer auf die Vernetzung der Werkzeugmaschine setzt die EMO Hannover auch einen Schwerpunkt auf Sicherheitstechnik an Werkzeugmaschinen. Im Rahmen des „Safety Day for Machine Tools“ werden führende Experten einen Überblick über die Chancen und Herausforderungen beim aktuellen Stand der Technik geben. „Über viele Jahrzehnte haben die Unternehmen bewiesen, dass sie mit den Risiken, die mit der Bedienung von Werkzeugmaschinen einhergehen, umgehen können“, erklärt Heinrich Mödden, Experte für Maschinensicherheit beim VDW. „Das zahlt sich aus, da die Anzahl an Unfällen kontinuierlich zurückgeht“, so Mödden weiter. Zudem sei mit den traditionellen Konstruktionsprinzipien bereits ein hohes Maß an Sicherheit erreicht.

Einen wesentlichen Beitrag dazu lieferte die Europäische Maschinenrichtlinie 2006/42/EC aus dem Jahr 1993, welche die Sicherheitsstandards innerhalb der Europäischen Union vereinheitlichte. Sie besagt auch, dass Werkzeugmaschinenhersteller ihr Design einer Risikobewertung unterziehen müssen. Seitdem ihre erste Fassung veröffentlicht wurde, gab es im Normungsumfeld der Richtlinie und insbesondere bei der Risikobewertung erhebliche Veränderungen. Infolgedessen werden die Sicherheitsanforderungen noch immer lebhaft diskutiert, so beispielsweise auch die Zuverlässigkeit der Mechatronik in Sicherheitsfunktionen.

„Die EMO Hannover veranschaulicht für die Teilnehmer des Safety Day, wie sich die Designkonzepte moderner Werkzeugmaschinen bis heute entwickelt haben“, erklärt Mödden. Dabei spiele nicht nur die Sichtweise der Maschinenhersteller eine Rolle, sondern auch die Partnerschaft mit Komponentenlieferanten und die Erfahrungen von Experten aus der Arbeitssicherheit.

Ziel des EMO Safety Day ist es, internationalen Herstellern und Anwendern zu vermitteln, dass Werkzeugmaschinen, die in Übereinstimmung mit den relevanten Produktsicherheitsstandards entwickelt und bestimmungsgemäß eingesetzt werden, als sicher betrachtet werden können.

Aktuelle Technik und Trends

Auf der EMO Hannover stellen zahlreiche Werkzeugmaschinenhersteller ihre neusten Maschinen aus. Darunter auch die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW). Das Unternehmen präsentiert seine neuesten Bearbeitungszentren (BAZ). Weltpremiere feiert dabei das zweispindlige Linearmotormodell BA W02-22. Besonderes Augenmerk liegt hier auf dem neuen integrierten Belademodul mit vertikalem Palettenspeicher für Roh- und Fertigteile, das ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen des BAZ mit integriertem 6-Achs-Roboter ermöglicht.

Das Belademodul ist so aufgebaut, dass es sich auch bei schwierigen Standortvoraussetzungen integrieren lässt. Für besonders beengte Verhältnisse stellt das Unternehmen eine Ausführung zur Verfügung, die als Ecklösung mit querem Materialfluss konzipiert wurde. Da der Roboter an der Decke montiert ist und zudem projektspezifisch flexibel konfiguriert werden kann, besteht mehr Bewegungsfreiheit und Platz für weitere Technologien. Der 7-kg-Roboter eignet sich für Werkstücke bis zu 100 mm × 100 mm × 50 mm sowie ein Gewicht von bis zu 1 kg.

Der integrierte vertikale Palettenspeicher für Roh- und Fertigteile fasst maximal 24 Paletten Abmessungen von 600 mm × 400 mm. Durch das Fahrkorbsystem des Speichers können die Paletten in gleichbleibender Höhe be- und entladen werden, wobei der Fahrkorb als frei programmierbare Positionierachse ausgeführt ist. Der Antrieb erfolgt über einen Kugelgewindetrieb.

Schleifmaschinen für die Automobilindustrie

Neue Schleifmaschinen stellt Junker aus. Die Jucam 1S wurde für die Automobilindustrie konzipiert, im Besondern für die Bearbeitung von Einzelnocken im Paket. Kernstück der Unrundschleifmaschine ist ein Doppelwerkstück-Spindelstock mit zwei Spannvorrichtungen, welcher sich um 180° auf eine definierte Endposition schwenken lässt. So lässt sich das in Ladeposition befindliche Werkstück vollautomatisiert in die Bearbeitungsposition bringen. Gleichzeitig gelangt das zweite Werkstück aus der Bearbeitungs- in die Entladeposition. So lassen sich Nebenzeiten auf ein Minimum reduzieren.

Beim Schleifen von Nockenstücken ist der genaue Winkelbezug zur Innenverzahnung essenziell. Darum spannt die Jucam 1S die Nockenstücke mittels Innenspanndorn. Die hohen Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie erfüllt die „Nockenstück-Spezialistin“ auch mit ihrer intelligenten Steuerung. Diese kompensiert automatisch Materialabweichungen oder Störgrößen wie Temperaturschwankungen. Dadurch ist ein konstantes Niveau aller Bauteile gewährleistet. Als Schleifmittel kommt CBN in unterschiedlichen Spezifikationen zum Einsatz. Je nach Anwendung besteht der Grundkörper der Schleifscheiben aus Carbon. Die Vorteile des Materials: Es ist leicht, hat schwingungsdämpfende Eigenschaften und bleibt auch bei Hochgeschwindigkeit formstabil.

Auf das Schleifen schlanker Teile ist die LG-1000 von Danobat spezialisiert. Die Schleifmaschine bietet einen hohen Anteil an individuellen Anpassungen und garantiert durch die nachlaufende CNC-gesteuerte Lünette auch bei den besonders schlanken Werkstücken optimale Rundheit.

Entwickelt wurde die LG-Baureihe unter anderem für die Herstellung hydraulischer Präzisionsteile sowie von Automobilkomponenten. Der Schleifspindelstock mit gekühlten Elektrospindeln erreicht maximale Umfangsgeschwindigkeiten von 120 m/s.

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