Antriebstechnik Hydraulik und Pneumatik bleiben wichtiger Bestandteil spanender Werkzeugmaschinen

Würzburg (jk) – Es gibt Maschinenfunktionen beim Zerspanen, für die hydraulische und pneumatische Antriebe einfach prädestiniert sind. Beim Spannen und Positionsüberwachen von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen ist das der Fall. Das machte der Antriebs- und Automatisierungsspezialist Bosch Rexroth vor kurzem auf einer Presseveranstaltung deutlich.

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Für die hydraulische Werkstückspannung spricht nicht nur deren gute Automatisierbarkeit, sondern auch die Erzeugung variabler Kräfte auf engstem Raum. Dadurch können zum Beispiel gegossene Eisen- und Stahlteile auf Drehmaschinen zur Gusshautentfernung kraftvoll gespannt und zur weiteren Bearbeitung – aufgabenspezifisch angepasst – gehalten werden.

Als Vorteil der automatischen, pneumatischen Werkstückpositionsüberwachung auf Maschinen zum Fräsen und Bohren hob man die Robustheit und Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung hervor. Außerdem lasse sich die Druckluft vor dem Spannen als Reinigungsmedium für Werkstück und Arbeitstisch verwenden.

In spanenden Werkzeugmaschinen wird die Hydraulik dort eingesetzt, wo deren Vorteile zum Tragen kommen. Bei den Hauptantrieben ist das nicht der Fall: Für die rotierenden Spindelbewegungen hat sich der elektrische Antrieb durchgesetzt. Bei den Nebenantrieben greift man zur hydraulischen Vorschubachse, wenn enge Einbauräume vorhanden sind und eine dauerhafte Spielfreiheit gefordert ist.

Hilfsachsen bieten breites Anwendungsspektrum für die Hydraulik

Dagegen eröffnen Hilfsachsen für die Hydraulik ein breites Anwendungsfeld, wie Dr. Rainer Drechsler, Leiter Anwendungszentrum Werkzeugmaschinen bei Bosch Rexroth, Lohr am Main, auf der Veranstaltung offenbarte: etwa beim Werkzeugwechsel, Gewichtsausgleich, Werkstücktransport und Werkstückspannung.

Rein elektrische Maschinen sind eine Minderheit

Insgesamt geht jedoch Drechsler davon aus, dass sich diese Aufteilung künftig „noch etwas“ zugunsten der elektrischen Antriebs- und Steuerungstechnik – einschließlich zugehöriger Software – verschiebt. Dabei wird die Hydraulik den gegenwärtigen Verbreitungsgrad behalten können. Dafür spricht einerseits der Marktanteil rein elektrisch angetriebener Maschinen, den Drechsler derzeit in der Zerspanung lediglich auf etwa 10 bis 20% schätzt.

Andererseits lassen sich den Vorteilen der hydraulischen Werkstückspannung wenig entgegensetzen. Im Gegenteil. Eine programmierbare Krafterzeugung und -regelung auf engstem Raum werde immer wichtiger, berichtete der Antriebsspezialist für Werkzeugmaschinen bei Bosch Rexroth.

Den Grund dafür sieht Drechsler im Trend zur automatisierten Maschinenbeschickung. Sie macht auch eine sichere, robuste und schmutzunempfindliche Positionsüberwachung des Werkstücks beim Spannen erforderlich. „Nichts ist technisch einfacher als die Position elektropneumatisch über den Staudruck der Luft zu kontrollieren“, sagte Hans-Joachim Albers, Projektleiter pneumatische Ventiltechnik bei Bosch Rexroth in Hannover.

Druckluft als Messmedium zum Ermitteln der Werkstückposition

Laut Albers spricht für ein berührungsloses Abtasten mit Druckluft und eine Auswertung über den dabei entstehenden Staudrucks: eine hohe Messgenauigkeit (bis zu ±0,01 mm). Außerdem sind 600 Messungen in der Minute möglich. Bis zu sechs Prüfmodule können als Einheit konzipiert werden. Die Bauform ist kompakt und schnell erweiterbar.

Durch Integration zusätzlicher Druckluftdüsen können Bohrungen von Spänen frei geblasen werden. Die automatische Reinigung des Werkstücks vor Erreichen der Endposition trägt laut dem Bosch-Rexroth-Projektleiter zur sicheren Messung bei.

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