Nullpunktspanntechnik

Schunks Vero-S im Einsatz beim Rundtaktanlagenbau

In Werkzeugmaschinen gewährleisten Nullpunktspannmodule bereits seit Jahren eine hohe Effizienz. Die Neher Group, ein führender Hersteller von polykristallinen Diamantwerkzeugen und Automationslösungen, hat das Einsatzspektrum in seiner neuen MX01-Baukasten-Modellreihe nun auf den Rundtaktanlagenbau erweitert und nutzt die gleichermaßen stabilen wie präzisen Module von Schunk zur Spannung von Werkstückträgerpaletten in Dichtheitsprüfanlagen.

Alle fünf Stationen der Dichtheitsprüfanlage von Neher sind mit Schunk-Vero-S-Nullpunktspannmodulen ausgestattet. (Bilder: Schunk)

Mitten im Grünen, eingerahmt von der romantisch plätschernden Ostrach liegt im Landkreis Sigmaringen das moderne Headquarter der Neher Group. Das schwäbische Hightech-Unternehmen gilt als erfolgreicher Newcomer. Im Jahr 1999 gegründet, wächst das Unternehmen seither rasant und zählt heute bereits beinahe 100 Mitarbeiter. Vor allem den verschleißarmen, kundenindividuell gefertigten PKD-, CBN- und CVD- Werkzeugen verdankt das Unternehmen seinen Aufstieg. Dank ihrer hohen Härte eignen sich die effizienten Diamantwerkzeuge insbesondere zum Zerspanen von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium- und Magnesiumlegierungen sowie für die Bearbeitung von Verbundwerkstoffen. Statt sich allerdings als Werkzeughersteller im Spannungsfeld zwischen Spannmitteln und Maschine zu verzetteln, bündelte Neher immer mehr Kompetenzen unter seinem Dach: Der eigene Laser und die eigene additive Fertigung zählen ebenso dazu wie System-Know-how für Spannvorrichtungen, Dichtheitsprüfanlagen und Automationslösungen.

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Ein effizientes Beispiel ist eine modular aufgebaute Dichtheitsprüfanlage für Gehäusebauteile, die von der Bauteilprüfung über die Buchsenmontage, die Dichtheits- und Durchflussprüfung bis zur Beschriftung mit einem Data-Matrix-Code sämtliche Funktionen auf kompaktem Raum vereint. Nicht zuletzt die Kombination aus kompaktem Bauraum und hoher Funktionsintegration führte dazu, dass innerhalb kürzester Zeit eine ganze Reihe von Anwendern auf das variable, semistandardisierte Konzept aufmerksam wurden.

Gökhan Sonuç, Geschäftsführer bei Neher

In der Anlage kombiniert Neher einen fest taktenden Rundtisch zum Transport der Werkstückträgerpaletten mit Schunk Vero-S Nullpunktspannmodulen für deren präzise Spannung. Die Anlage lässt sich wahlweise manuell oder per Roboter beladen. Sämtliche Voraussetzungen für eine nachträgliche Vollautomatisierung sind bereits berücksichtigt. An insgesamt fünf Stationen werden die Trägerpaletten auf jeweils zwei Nullpunktspannmodulen abgesetzt und über einen Vero-S Typ-A-Spannbolzen (zur Fixierung) und einen VeroS Typ-B-Spannbolzen (zur Positionierung) präzise gespannt. Dabei ziehen radial angeordnete Spannschieber die Spannbolzen ein und verriegeln diese selbsthemmend und formschlüssig über ein Federpaket. Die Fixierung beziehungsweise Positionierung erfolgt über einen Kurzkegel. Dies garantiert eine Wechselwiederholgenauigkeit <0,005 Millimeter. Über eine Staudruckabfrage wird die Position der Spannschieber abgefragt und an die Anlagensteuerung gemeldet. Aufgrund des patentierten Eil- und Spannhubs verfügen die Module über eine Einzugskraft von 7.500 Newton. Mit aktivierter Turbofunktion beträgt die nachgewiesene Einzugskraft 25.000 Newton. Um die Lebensdauer und Prozesssicherheit zu erhöhen, sind sämtliche Funktionsteile in gehärtetem Edelstahl ausgeführt und damit absolut korrosionsbeständig. Zudem sind die Module komplett abgedichtet.

Sämtliche Drehmomente werden aufgenommen

Während die Trägerpalette stabil in den Schunk-Vero-S-Modulen gespannt ist, lässt sich das Bauteil über den mit einem Servomotor angetriebenen Drehteller individuell positionieren.

An den einzelnen Stationen sind die Gehäusebauteile zum Teil erheblichen Drehmomenten ausgesetzt. So entstehen beim radialen Einpressen der Buchsen Kräfte von bis zu 25.000 Newton. „Solche Dimensionen lassen sich über den Rundtisch allein nicht abfangen“, unterstreicht Geschäftsführer Gökhan Sonuç, weshalb man sich für den Einsatz der Schunk Nullpunktspanntechnik entschieden habe. „Mit Vero-S können wir sämtliche Drehmomente aufnehmen, die bei den einzelnen Prozessschritten entstehen.“ Der Rundtisch selbst diene zum Transport der Teile und zur Taktung mit jeweils 72 Grad, die Module hingegen zur sicheren Fixierung der Trägerpaletten an den einzelnen Stationen. Die Taktzeit liegt in einem Bereich von rund 110 Sekunden.

Funktionale Schunk JGP Parallelgreifer übernehmen die Bereitstellung der unterschiedlichen Buchsen. Beim anschließenden Einpressen wirken hohe Kräfte von bis zu 25.000 N, die von den Schunk Vero-S Modulen zuverlässig aufgenommen werden. (Bild: Schunk)

In der Anlage werden die Gehäuse zunächst gescannt, um Neuteile und Nacharbeitungsteile zu unterscheiden. Offene Bohrungen werden vollautomatisch mit Kleber versehen. An den beiden Press-Stationen werden die Buchsen vereinzelt, mithilfe der pneumatischen JGP 50 2-Finger-Parallelgreifer von Schunk auf einer Hilfsachse zugeführt, vom Pressstempel per Vakuum abgeholt und ins Bauteil eingepresst. Die individuelle Positionierung der Bauteile zum Pressstempel erfolgt über einen mit Servomotor angetriebenen Drehtisch auf der Trägerpalette, der sich mithilfe eines Absolutgebers frei positionieren lässt. Insgesamt 21 Servomotoren werden in der Anlage harmonisiert. Bis zu vier Buchsenvarianten können unterschieden und von jeweils vier unterschiedlichen Schunk-Greifern gehandhabt werden. Bei einer Taktzeit von 110 Sekunden lassen sich pro Station bis zu zehn Buchsen einpressen. Anschließend werden die verschlossenen Gehäuse in mehreren Prüfzyklen auf Vakuum, Durchfluss und Dichtheit geprüft, die Ergebnisse protokolliert und die Bauteile schließlich beschriftet, freigegeben und entnommen.

Der Einsatz von Schunk Vero-S war für Neher zunächst ein Sprung ins kalte Wasser, denn bislang hatte das Unternehmen keine Erfahrung mit dem Einsatz von Nullpunktspannsystemen in eigenen Lösungen. Entsprechend erfreulich ist heute das Ergebnis: „Das System funktionierte von Anfang an gut und stabil“, betont Gökhan Sonuç. „Sobald klar ist, wie der Einbau erfolgt und wo die Dichtungen hingehören, ist das System quasi selbsterklärend.“ ee

Hannover Messe, Halle 17, Stand B40

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