Motorspindeln Trend geht zu optimierter Kühlung und Online-Überwachung der Spindeln

Bei Öl-Luft-geschmierter Hochgeschwindigkeitsspindeln sorgen zusätzliche Kühlbarrieren für niedrigere Lagertemperaturen. Zudem ist nun auch eine Online-Überwachung der Spindel möglich. Ein eingebauter 3D-Beschleunigungssensor ermöglicht es, auftretende Vibrationen aufzuzeichnen, um Rückschlüsse auf die Entstehung ziehen zu können. RFID-Technik sorgt für die eindeutige Identifikation der Bauteile.

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Würth Industrie Service GmbH & Co. KG

STEP-TEC AG

Die bewährte Öl-Luft-geschmierte HVC-140-Formenbau-Motorspindel diente als Basis, um diese Spindel auf den aktuellen Stand der Technik zu bringen. So wurde die Kühlung der ganzen Spindel optimiert, das heißt, die naturgemäß entstehende, jedoch unerwünschte Statorerwärmung wurde durch eine zusätzliche Kühlbarriere von den vorderen Spindellagern ferngehalten.

Gute Kühlung der Spindel erhöht Lebensdauer und Bearbeitungsqualität

Dies führt nachweislich zu tieferen Lagertemperaturen, was einerseits die Lebensdauer dieser kritischen Bauteile positiv beeinflusst, andererseits die thermische Ausdehnung der Spindelnase und des Werkzeugs noch mehr reduziert. Dies schlägt sich positiv auf die Bearbeitungsqualität und die Teilemaßhaltigkeit nieder. Im gleichen Zuge wurde die polumschaltbare Statorwicklung durch eine 4-polige Wicklung ersetzt, wodurch die bisher aufwändige Polumschaltung entfällt.

Bei der Überarbeitung der Spindelnase wurde zugleich das Labyrinth dahingehend verändert, dass sowohl im Stillstand als auch in Rotation sichergestellt ist, dass bei der Lagerschmierung keine Öltropfen auf das Werkstück gelangen können. Dies ist zum Beispiel eine Forderung bei der Bearbeitung von Graphitelektroden.

Die Sensorik zur Überwachung der Spindel und des Fräsprozesses wurde entsprechend der neuesten Technik (Online-Datenaustausch Maschine-Spindel) nachgerüstet.

Profibustaugliches Modul für die Online-Überwachung

Die bisherige Black Box wurde mit dem SDM2 (Spindeldiagnostikmodul 2) profibustauglich gemacht. Dieses Modul ermöglicht eine Online-Überwachung der Spindel und die Steuerung des Bearbeitungsprozesses. Dazu wird die Spindel über einen Steckeranschluss mit der CNC verbunden.

Darüber hinaus wurde die Zahl der überwachbaren Parameter gesteigert und deren Informationsgehalt verfeinert. Außer den bekannten Istwerten, wie Lager- und Motortemperaturen, Werkzeugwechselsignalen, gefahrenen Drehzahlen – alles aufgezeichnet in Abhängigkeit von der aktuellen Zeit –, wurde eigens ein 3D-Beschleunigungssensor entwickelt und in die Formenbauspindeln eingebaut.

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