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Industrie 4.0

Wie Industrie 4.0 neue Servospindelpressen beeinflusst

| Autor / Redakteur: Mike P. Gruner und Dr. Wolf-Dietrich Graf / Stefanie Michel

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(Bild: H&T Produktionstechnologie)

Der Industrie-4.0-Gedanke hat zum Ziel, durch selbstkonfigurierende Automation der Produktionsmittel eine intelligente Fabrik auf Basis cyberphysischer Systeme zu schaffen. Um dies in umformtechnischen Prozessketten umzusetzen, entstehen neue Servospindelpressen, die hin zur autonomen Prozessanpassung führen.

Im Rahmen des Hightech-Zukunftsprojektes Industrie 4.0 der Bundesregierung soll die „Informatisierung“ der Produktionstechnik vorangetrieben werden. Ziel ist es, durch selbstkonfigurierende Automation der Produktionsmittel eine intelligente Fabrik unter Berücksichtigung möglichst aller Einflussgrößen auf Basis cyberphysischer Systeme zu schaffen. Die von der H&T Produktionstechnologie GmbH neu entwickelte Baureihe von Servospindelpressen ist prädestiniert für die Umsetzung dieser Zielstellung in umformtechnischen Prozessketten. Ausgehend vom gegenwärtigen Entwicklungsstand von Servopressen im Allgemeinen und den Servospindelpressen im Besonderen einschließlich der Pressenperipherie zeigt das Unternehmen Voraussetzungen zur Weiterentwicklung auf, die im Einklang mit dem Zukunftsprojekt Industrie 4.0 stehen.

Mit variablen Bewegungsabläufen des Stößels Umformprozess optimieren

Im Vergleich zu konventionellen Pressen bieten Servopressen die Möglichkeit, über den Servoantrieb den Geschwindigkeits-Weg-Verlauf des Stößels dem umformtechnischen Prozess anzupassen. Die bisherige mechanische Kinematik mit weitestgehend invariablem Bewegungsablauf wird durch die Einheit Servomotor mit dazugehöriger Steuerung und weiteren Getriebekomponenten abgelöst. Damit sind bei Servopressen durch Steuerungsvorgaben variable Bewegungsabläufe des Stößels möglich, die erforderlich sind, um den eigentlichen Umformprozess zu optimieren. Diese Variabilität ermöglicht es auch, sensorerfasste Messgrößen aus der gesamten Prozesskette unter Nutzung von Datenbanken stellgrößenmäßig wirksam werden zu lassen. Bei den am häufigsten verbreiteten Servopressen treibt der Servomotor eine Exzenter- oder Kurbelwelle an. Die rotatorische Bewegung wird über einen Pleuel, verbunden mit dem Stößel, in eine translatorische Bewegung gewandelt. Das Drehmoment der zum Einsatz kommenden Servomotoren gestattet sowohl die Stößelbewegung im Durchlauf der Antriebswelle als auch eine Hubanpassung durch Umschaltung der Antriebsrichtung (Pendelbewegung).

Der Antriebsstrang einer Servospindelpresse wurde auf ein minimales Massenträgheitsmoment optimiert und besteht im Wesentlichen aus Torquemotor, Kupplungselement, Axiallagerung und Planetenrollgewindetrieb. Damit wird dem System die höchste Dynamik und Steifigkeit verliehen. Die Anordnung der Spindeln erfolgt senkrecht auf dem Kopfstück der Maschine in unterschiedlicher Anzahl von 2, 3, 4 oder 6 Einheiten. Für kompaktere Bauformen an einfacheren Maschinen werden diese auch als Unterantriebe, entweder mit einem zentralen Motor oder individuellen Antrieben an den vier Spindeln, eingesetzt (Bild 2).

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