Doppelt effizient

60 voll eingebaute Schunk-Vero-S-Nullpunktspannmodule ermöglichen im Dreischichtbetrieb kürzeste Rüstzeiten und eine deutliche Verschlankung der Bearbeitungsprozesse.

Die Schunk-Magnos Quadratpolplatte ermöglicht wie bei dieser geschweißten Pressplatte besonders flexible Aufspannungen ohne Störkonturen. An der integrierten Anzeige ist der Spannzustand der Magnetspannplatte abzulesen: grün steht für “gespannt”, rot für “nicht gespannt”. – Bild: Schunk, HSM

Eine hohe Teilevarianz sowie eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen und Spannmittel prägen die Fertigung von HSM am Standort Salem. Lange Zeit waren die Werkstücke konventionell per Schraubstock, Magnetspannplatte oder Vorrichtung unmittelbar auf T-Nutentischen gespannt worden. Angesichts von Losgrößen zwischen 1 und 30 Teilen, Bearbeitungszeiten zwischen wenigen Minuten und einer Stunde sowie sechs bis acht Rüstvorgängen pro Tag sollten die Rüstvorgänge im Rahmen der Investition in eine matec-50 HV Fahrständermaschine deutlich reduziert werden. Fachkundig unterstützt von Schunk-Fachberater Rolf-Peter Göser haben Joachim Schwellinger, verantwortlich für die Werkplanung, René Erdmann, Fertigungssteuerung, und Matthias Rainer, Arbeitsvorbereitung Fräsen, die unterschiedlichen Möglichkeiten der Nullpunktspanntechnik analysiert – von flexibel einsetzbaren Schunk-Vero-S Mehrfachspannplatten über den Teileinbau bis hin zum Volleinbau einzelner Module in den Maschinentisch. “Unser Ziel war es, die Rüstzeiten zu minimieren und maximale Maschinenlaufzeiten zu erreichen”, erläutert René Erdmann. “Angesichts der vielen verschiedenen Vorrichtungen bei uns im Haus war das nur mit einer leistungsfähigen Nullpunktspanntechnik machbar.”

Neben den Nullpunktspannmodulen nutzt HSM weitere Spannmittel aus dem standardisierten Baukastensystem von Schunk ein.

Die matec-50 HV 4-Achs-Fahrständermaschine mit Schwenkkopf verfügt über zwei Arbeitsräume. Der Maschinentisch ist komplett mit insgesamt 60 Schunk Vero-S Nullpunktspannmodulen ausgerüstet. – Bild: HSM

Da vor allem größere Teile für die Maschine vorgesehen waren und der zur Verfügung stehende Arbeitsraum der Fahrständermaschine voll ausgenutzt werden sollte, hat das Team von HSM ein kosten-nutzen-effizientes Stichmaß von 250 mm gewählt und sich für einen Volleinbau von insgesamt 60 Schunk Vero-S NSE plus 138 Nullpunktspannmodulen entschieden. Verglichen mit einem Teileinbau, bei dem die Module aus dem Maschinentisch herausragen und die Werkstücke erhöht platziert sind, konnten mit dem Volleinbau 60 mm in der Z-Achse gewonnen werden. “Mit dem Nullpunktspannsystem können wir unsere Vorrichtungen und Spannmittel heute sehr viel schneller und flexibler auf dem Maschinentisch platzieren. Bei Schraubstöcken haben wir früher jedes Mal eine Menge Schrauben benötigt. Heute sind die Spannbolzen schon fest mit den Spannern verbunden. Man setzt sie in die Module ein und fertig”, erläutert Frank Allweier begeistert. 60 bis 70 Prozent der Rüstzeit ließen sich auf diese Weise einsparen. Aufgrund der hohen Genauigkeit der Spannmodule entfalle zudem die Zeit fürs Ausrichten und Einmessen der Spannmittel und Werkstücke. “Ein großer Vorteil ist in meinen Augen, dass wir feste Positionen haben und den Nullpunkt-Taster in den meisten Fällen einfach überspringen können”, unterstreicht Allweier. “Neue Programme werden mittlerweile standardmäßig mit einem festen Antast-programm geschrieben.”

Sicher und referenzgenau

René Erdmann, HSM GmbH & Co. KG: “Unser Ziel war es, die Rüstzeiten zu minimieren und maximale Maschinenlaufzeiten zu erreichen.” – Bild: HSM

Über einen oder mehrere Schunk Vero-S Spannbolzen sind die unterschiedlichen Vorrichtungen, Schraubstöcke und Magnetspannplatten binnen Sekunden sicher und referenzgenau in der Maschine gespannt. Ein patentierter Eil- und Spannhub gewährleistet bei Schunk Vero-S NSE plus 138 Einzugskräfte von 7500 N. Mit aktivierter Turbofunktion betragen diese sogar 25 000 N. Mit Vero-S-Modulen der Baugröße 176 wären sogar 9000 N beziehungsweise mit Turbo 40 000 N möglich. Die Positionierung erfolgt über einen Kurzkegel. Im Nullpunktspannmodul radial angeordnete Spannschieber ziehen die Bolzen ein und verriegeln sie selbsthemmend und formschlüssig über ein Federpaket. Dies garantiert eine Wechselwiederholgenauigkeit < 0,005 mm. Auch wenn der Druck im Luftsystem plötzlich abfallen sollte, bleiben die Werkstücke sicher gespannt. Zum Öffnen der Module genügt ein Pneumatiksystemdruck von 6 bar. Vor allem bei der Beladung per Kran macht sich die spezielle Geometrie der Vero-S-Spannbolzen bemerkbar. Sie ermöglicht, dass die Spannbolzen auch außermittig und damit besonders einfach in die Module eingeführt werden können. Für eine maximale Lebensdauer und Prozesssicherheit sind sämtliche Funktionsteile wie Grundkörper, Spannbolzen und Spannschieber bereits serienmäßig in gehärtetem Edelstahl ausgeführt und damit absolut korrosionsbeständig. Komplett abgedichtet können Späne, Staub und Kühlschmiermittel den Modulen nichts anhaben. Speziell gefertigte Verschlusstopfen stellen bei HSM darüber hinaus sicher, dass auch nicht genutzte Spannmodule stets vollständig verschlossen sind.

Weitere Spannmittel von Schunk

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Schneidwalzen für Aktenvernichter spannt das Team bei HSM auf einem Backenfutter plus Reitstock. Beide sind mit einer Schnittstelle zum Schunk-Nullpunktspannsystem ausgestattet. – Bild: HSM

Neben den Nullpunktspannmodulen nutzt HSM weitere Spannmittel aus dem standardisierten Baukastensystem für die hocheffiziente Werkstückspannung von Schunk, beispielsweise den NC-Schnellspanner Schunk KSG-5A, ein besonders effizientes und zugleich flexibles Spannsystem. Zwischen seinen hohen 5-Achs-Backen lassen sich Werkstücke in Sekundenschnelle so spannen, dass eine optimale Zugänglichkeit der Spindel gewährleistet ist. Die optimierte Störkontur der hohen Trägerbacken sorgt dafür, dass in der Regel kurze Standardwerkzeuge ausreichen, um jeden Winkel am Werkstück zu erreichen. Das spart den Einsatz teurer Sonderwerkzeuge, ermöglicht ein hohes Zerspanvolumen und gewährleistet eine maximale Präzision am Werkstück sowie eine perfekte Oberflächenqualität. Über die Vero-S-Schnittstelle ist er innerhalb weniger Sekunden µ-genau auf dem Maschinentisch positioniert und gespannt. Gleiches gilt für die Schunk-Magnos Quadratpolplatte, die eine flexible Werkstückspannung ermöglich. Eine optische Statusanzeige informiert permanent über den Betriebszustand der Magnetspannplatte: Wird die Spannplatte aktiviert, springt die Statusanzeige auf Grün. Ist sie deaktiviert, zeigt die Anzeige Rot. Da das Anzeigemodul energieunabhängig funktioniert, spielt es keine Rolle, ob die Magnetspannplatte mit Strom versorgt wird oder nicht. Rundteile wiederum, wie die hochpräzisen Schneidwalzen von HSM-Aktenvernichtern, werden mit einer Kombination aus Backenfutter und Reitstock gespannt, die ebenfalls mit einer Schnittstelle zum Schunk Vero-S-Nullpunktspannsystem ausgestattet sind.

Auf einen Blick

Vero-S NSE plus von Schunk

Vero-S NSE plus von Schunk ist, dank hoher Einzugskräfte, das modulare Nullpunktspannsystem für Anwendungen mit hohen Zerspanparametern. Es reduziert die Rüstzeiten um bis zu 90 Prozent und sorgt so für eine optimale Ausnutzung der Maschinenkapazität. Die Spannung erfolgt energieneutral über Federkraft, ist selbsthemmend und formschlüssig. Zum Öffnen der Spannmodule genügt ein Pneumatiksystemdruck von 6 bar.

Aus Sicht der Arbeitsvorbereitung waren mit der Einführung des Nullpunkspannsystems kaum Änderungen verbunden. “Die Vorrichtungen werden lediglich etwas anders konstruiert und die Bolzenpositionen festgelegt”, erklärt Rainer. HSM nutzt die Maschine vor allem zur Bearbeitung von Schweißbaugruppen neuer HSM-Ballenpressen. Darüber hinaus bietet sie reichlich Spielraum für weitere Projekte. Das zahlt sich aus: Während früher vor dem Schweißen in der Regel zunächst drei bis vier Einzelteile bearbeitet wurden, kann heute alles kompakt verschweißt werden. Erst dann erfolgt die fertige Bearbeitung auf der Maschine. “Damit sind wir noch präziser und vor allem wesentlich schneller”, betont Rainer. “Bei Passungen für Kugellager liegen die Toleranzen im Bereich von Hundertstel, zum Teil sogar von wenigen Tausendstelmillimetern.” Aufträge, die auf ein und demselben Spannmittel laufen, fasst er konsequent zusammen. Um die Maschineneffektivität zu maximieren, nutzt HSM die Fahrständermaschine in der Regel mit Trennwand, so dass zwei Arbeitsräume parallel genutzt werden können. Zur Bearbeitung großer Teile lässt sich die Trennwand einfach entfernen.

Kontakt:
HSM GmbH + Co. KG, D-88699 Frickingen, Tel.: 07554/2100-0
Schunk GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik, D-74348 Lauffen, Tel.: 07133/103-0