Suchen

Motorspindel

Internet 4.0-fähige Hochleistungsspindel

| Redakteur: Stefanie Michel

Die Spindel ist in der Werkzeugmaschine eine der wichtigsten Komponenten. Sie zu überwachen, kann vor ungeplanten Stillständen schützen. Das System einer solchen Industrie-4.0-fähigen Hochleistungsspindel wird nun vorgestellt.

Firmen zum Thema

Mit Drehzahlen von bis zu 250.000 min-1 ist die Innenschleifspindel UHS 80 – 250000/0,5 die Rekordhalterin auf dem GMN-Stand.
Mit Drehzahlen von bis zu 250.000 min-1 ist die Innenschleifspindel UHS 80 – 250000/0,5 die Rekordhalterin auf dem GMN-Stand.
(Bild: GMN Paul Müller Industrie)
  • Bei der Spindelentwicklung zeigt GMN Paul Müller Industrie zwei Trends: hin zu einem Industrie-4.0-fähigen, mechatronischen System und hin zu hochleistungsfähiger Zerspanung.
  • Eine digitale Schnittstelle, über die die Spindel mit der Steuerung kommuniziert, soll bald Realität sein. Die erfassten Daten lassen sich für die Prozessüberwachung und den Service nutzen.
  • Für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien stehen zudem Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsspindeln zur Verfügung.

Der Nürnberger Maschinenbauer GMN stellte auf der EMO Hannover 2019 sein Konzept für Internet-4.0-fähige Hochleistungsspindeln vor. Statt einer rein elektromechanischen Komponente wird die Spindel zu einem mechatronischen System, das über eine zentrale digitale Schnittstelle intelligent mit der Steuerung der Werkzeugmaschine kommuniziert. Das System erfasst die zur Spindel- und Prozessüberwachung relevanten Messsignale.

Je nach Modell und Kundenanforderung sind dies unter anderem Lager-, Motor- sowie Kühlmitteltemperaturen, Drehzahl, Schwingungen, Wellenverlagerungen und der Spannzustand des Werkzeugs. Hierzu werden die Messdaten zentral auf einer Platine, der IDEA-4S (Integrated Data Evaluation and Acquisition for spindles), gespeichert, in der Spindel selbst verarbeitet und über eine IO-Link-Schnittstelle – bei hohen Übertragungsraten per serieller Hochgeschwindigkeitsschnittstelle – an die Maschinensteuerung weitergeleitet. Die für Diagnosezwecke signifikanten Messdaten werden bereits in der Spindel gespeichert und lassen sich für Service und Instandsetzung dort abrufen.

Das System ist für das gesamte Produktprogramm von GMN geeignet und in verschiedenen Ausbaustufen erhältlich. Eine neue Katalog-Spindelreihe ist geplant, die im Standard mit dieser neuartigen Schnittstelle ausgestattet sein wird.

Im Rahmen der Entwicklung der Internet-4.0-fähiger Hochleistungsspindeln plant GMN für die Interprozesskommunikation außerdem eine eigenständige IPC-Einheit als Hutschienenmodul. Damit soll eine umfassende Signalauswertung der Spindel ermöglicht werden, unter anderem für die Diagnose, zum Condition Monitoring, ein erweitertes Datenlogging oder entsprechend Kundenanforderungen. Eine Einbindung in die übergeordnete Maschinensteuerung und -regelung kann zukünftig beispielsweise über eine HSK-i-Schnittstelle realisiert werden, die die entsprechenden Kontakte für die Daten- und Energieübertragung zur Verfügung stellt.

Hochleistungsspindeln für das Fräsen sowie das Innen- und Außenschleifen

Neben der Vorschau in die Zukunft gibt GMN am Messestand einen Überblick über sein aktuelles Programm an Hochleistungsspindeln für das Fräsen sowie das Innen- und Außenschleifen. Zu den zahlreichen Exponaten gehören Frässpindeln für höchste Drehzahlen, schwer zerspanbare Materialien und die Aluminium-Leistungszerspanung sowie Modelle mit Fanuc-Motor.

Innenschleifspindeln für kleinste Bohrungen und mit spezieller hydroviskoser Lagerdämpfung sind ebenso zu sehen wie Außenschleifspindeln mit schlankem Gehäuse und als kundenspezifische Sonderanfertigung.

Frässpindeln für die Mikrozerspanung, mit Fanuc-Motor und für spezielle Materialien

Beim Fräsen steht mit der UHC 120 - 75000/10 eine Spindel aus der Baureihe UHC für die Mikrozerspanung im Mittelpunkt. Das auf den Hochgeschwindigkeitsspindeln der HCS-Serie basierende Modell sorgt mit seiner kurzen und leichten Bauweise für ein günstiges Schwingungsverhalten. Die ausgestellte Spindel mit einem Hülsendurchmesser von 120 mm erzielt bei einer Drehzahl von 75.000 min-1 bis zu 13,5 kW Leistung (S6-40%).

Daneben zeigt GMN das Modell HCS 230g 16000/18,5 mit Fettlebensdauerschmierung aus der F-Mill-Serie. Die Spindeln ähneln äußerlich denen der Highspeed-Reihe HCS, sind jedoch mit teils speziell konzipierten Fanuc-Einbaumotoren ausgestattet. Sie sind schnittstellenkompatibel mit den Steuerungen des japanischen Herstellers und sollen sich einfach und bequem in Betrieb nehmen lassen.

Am Stand zu sehen sind außerdem die Hochleistungsspindeln HCS 230-22000/120 für die Aluminium-Leistungszerspanung und die HCS 275g-95000/94 für schwer zerspanbare Materialien wie Titan und Guss.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46098082)