Trends in der Spanntechnik

Schlüssel hierfür sind unter anderem die richtige Spanntechnik und eine angepasste Automatisierung

„Die Werkzeugmaschinenbranche der ganzen Welt arbeitet daran, die Produktivität der spangebenden Fertigung bei gleichzeitig effizientem Ressourceneinsatz weiter zu erhöhen“, erklärt Bernhard Rösch, Geschäftsführer bei Allmatic Jakob Spannsysteme. „Eine Maschine kann erst im Zusammenspiel mit optimalen Spannvorrichtungen ihre gesamte Leistungsfähigkeit ans Werkstück bringen. Dabei ist zu beachten: Gewinne im Sekundenbereich beim Zerspanungsvorgang verdunsten spurlos, wenn die Maschine beim Einrichten über längere Zeiträume stillsteht.“ Selbstverständlich muss ein Spannmittel höchste Präzision gewährleisten und auch bei wiederholten Spannvorgängen immer wieder die gleiche Genauigkeit bieten. Der Idealfall ist hier zwar meist eine exakt auf Werkstück und Maschine abgestimmte Vorrichtung. In Zeiten kleinerer Lose bis hin zur Einzelfertigung soll das Spannmittel jedoch zudem höchst flexibel sein, um unterschiedlichste Geometrien – auch sehr komplexe – und Werkstoffe sicher aufnehmen zu können. Gefragt sind also sehr universell einsetzbare Lösungen, bei denen man trotzdem in Sachen Präzision und Prozesssicherheit keine Abstriche machen muss.

Meine Meinung

Im Rüsten steckt sehr viel Potenzial, speziell dann, wenn die richtige Spanntechnik auf eine entsprechend ausgelegte Automatisierung trifft. Gerade kleinere Unternehmen zögern indes oft, hier den ersten Schritt zu gehen. Denn ein durchdachtes System kostet nicht nur Geld, es verlangt auch, dass man die eigenen Prozesse auf den Prüfstand stellt und sich möglicherweise von eingefahrenen Abläufen verabschieden muss. Wer dann allerdings auf wertvollen Maschinen die Spindeln rund um die Uhr beschäftigen kann, hat die Investition oft schnell wieder hereingeholt. Hier kann es sich durchaus lohnen, nüchtern, mit spitzem Bleistift und ohne Denkverbote an die eigenen Prozessketten heranzugehen. Richard Pergler, Redaktion fertigung

Jürgen Pfleghar

Jürgen Pfleghar, Pfleghar: „Ein gutes Konzept beginnt mit der Standardisierung der Prozesse. Erst auf dieser Basis kann eine Automatisierung sinnvoll und systematisch erfolgen.“

Wichtig für ein prozesssicheres Bearbeiten ist auch die Frage, ob Energie – sei es nun auf hydraulischem, mechanischem, elektrischem, pneumatischem, magnetischem Weg – nur für den Spannvorgang an sich aufgewendet werden muss und das Werkstück dann ohne weitere Energiezufuhr sicher gehalten wird oder ob auch während der Bearbeitung die Energiezufuhr aufrecht erhalten werden muss. Das kann, je nach Anwendung, bei einem Ausfall durchaus größere Probleme verursachen.

Möglichst wenige Aufspannungen
Von einem Spannmittel wird heute erwartet, dass es eine möglichst weitgehende störkantenfreie (Komplett-)Bearbeitung ermöglicht. Möglichst wenige Aufspannungen sind das Ziel, da jedes Umrüsten Zeit kostet. Wenn aber umgerüstet werden muss, dann sollte sich das Spannmittel schnell und einfach handhaben lassen, damit auch hier die Zeit, in der die Maschine steht, auf ein Minimum beschränkt bleibt. Hier ist es sinnvoll, den Rüstvorgang von der Maschine herunterzunehmen und erst das fertig eingerichtete Werkstück zur Zerspanung in den Bearbeitungsraum einzubringen.

Nullpunktspannsysteme, mit denen sich beispielsweise Maschinenpaletten mit aufgespannten Werkstücken exakt referenziert im Arbeitsraum positionieren lassen, sind inzwischen etabliert, sie sind in vielen Unternehmen Standard. Eine Investition, die sich in den meisten Fällen auszahlt. Denn hauptzeitparalleles Rüsten und dann das Einwechseln der Werkstücke in einem Minimum an Zeit sorgen dafür, dass die Spindeln möglichst unterbrechungsfrei Späne machen können. Hierin liegt einer der Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit, denn das Ergebnis der Zerspanung ist es, was man seinem Kunden letztendlich in Rechnung stellen kann, nicht die unproduktiven Nebenzeiten. Deshalb ist heutzutage Maschinenstillstand aufgrund von Rüsten auf der Maschine nur in wenigen Ausnahmefällen – etwa bei der Bearbeitung sehr großer Teile – akzeptabel.

Profiwissen pur

7. Praxistagung Werkstückspanntechnik

Die Branchenmagazine fertigung und werkzeug&formenbau laden am 5. und 6. Juni zur 7. Praxistagung Werkstückspanntechnik nach Ulm: Kleine Losgrößen bei immer kürzeren Abruffristen – die Anforderungen an eine flexible und höchst effiziente Fertigung sind deutlich gestiegen. Hochwertige Maschinen erfordern eine möglichst hohe Auslastung und damit einhergehend eine sehr weitgehende Automatisierung. Hier wird das rationelle Rüsten zu einem essenziellen Faktor, der die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens entscheidend bestimmt. Die Spanntechnik ist dabei der Schlüsselfaktor – sie ist das Geheimnis erfolgreicher Fertigungsbetriebe. Die 7. Praxistagung Werkstückspanntechnik zeigt ausgefeilte Praxislösungen vom Spannmittel bis zur Automation rund ums schnelle und effiziente Rüsten bei kleinen und kleinsten Fertigungsstückzahlen. Anwender und Hersteller diskutieren am 5. und 6. Juni im Hotel Maritim in Ulm zu diesem Thema. Profitieren auch Sie direkt von diesem geldwerten Expertenwissen! Nähere Informationen unter fertigung.de oder unter Telefon 08191/125-485.

Bernhard Rösch, Allmatic Jakob

Bernhard Rösch, Allmatic Jakob: „Eine Maschine kann erst im Zusammenspiel mit den optimalen Spannvorrichtungen ihre gesamte Leistungsfähigkeit ans Werkstück bringen.“

Dabei ist die Auswahl des für die eigenen Ansprüche passenden Spannsys­tems ein entscheidender Faktor. Denn Spannmittel bestimmen mit, wie schnell, wie präzise und wie effizient gefertigt werden kann. Spannsysteme sind so vielfältig wie die Teile, die mit ihnen gespannt werden. Vom Magnet- übers Vakuumspannsystem bis hin zum klassischen manuell betätigten Backenfutter reicht die weite Palette der Möglichkeiten.

Die Entscheidung für ein Spannsys­tem ist eine Weichenstellung mit weitreichenden Auswirkungen. Nicht selten wird jedoch – nicht nur in mittelständischen Betrieben – auch heute zunächst bei einer Investition nur über die Maschine diskutiert. Über die Werkzeuge, aber auch über die Spanntechnik machen sich viele erst später Gedanken, schlimmstenfalls erst dann, wenn die Maschine längst im Unternehmen ist. Da wird nach wie vor viel Potenzial verschenkt, schließlich kommt es auf die Gesamtlösung an, darauf, dass Maschine, Werkzeug und Spannmittel ein optimales Gesamtsystem in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstückspektrum bilden.

Fehlerquellen ausschließen
Bei der Anschaffung ist unter anderem abzuwägen, ob ein Spannsystem rein manuell gerüstet werden soll oder ob der Rüstvorgang automatisiert werden soll. Denn das bedingt höchst unterschiedliche Anforderungen an die Spannsysteme: Während erfahrene Einrichter Unwägbarkeiten wie Späne auf der Auflagefläche oder die korrekte Spannung der Werkstücke ganz selbstverständlich berücksichtigen und so zu einer optimalen Spannsituation kommen, müssen eventuelle Fehlerquellen in automatisierten Systemen mit entsprechendem technischem Aufwand von vornherein ausgeschlossen werden. Beispielsweise, indem relevante Flächen vor dem Spannvorgang nochmals automatisch gesäubert werden. Automatisch prozesssicher rüsten kann unter Umständen aber auch bedeuten, dass zur Spanntechnik auch die entsprechende Sensorik kommen muss.

Wer hier zu einer optimalen Prozesskette kommen will, sollte zunächst seine Abläufe auf den Prüfstand stellen. Denn eine Automatisierung fängt nicht mit einem Roboter an, sondern im Kopf. Dabei ist es wichtig, die Mitarbeiter vor Ort möglichst von Anfang an in die Findungs- und Entscheidungsprozesse eines Automatisierungsprojekts mit einzubinden. Nicht nur wegen des Know-hows, das diese aus ihrer täglichen Arbeit mit einbringen. Das Wort „Automatisierung“ löst nicht selten auch heute noch Ängste um den eigenen Arbeitsplatz aus – meist unbegründet: Denn eine Automatisierung entlas­tet in der Regel die Mitarbeiter an der Maschine von ungeliebten Routinearbeiten, fordert indes meist auch eine Weiterqualifizierung, da die Steuerung beispielsweise einer flexiblen Fertigungszelle, an der möglicherweise mehrere Maschinen stehen und die rund um die Uhr arbeiten soll, durchaus andere Ansprüche an den Bediener stellt als das Handling einer Einzelmaschine „in Echtzeit“. Es gehen also meist keine Arbeitsplätze verloren, sie gewinnen vielmehr an Wert.

Einzelfertigung Color Metal

Gerade auch in der Einzelfertigung – hier bei Color Metal – hat sich automatisiertes Handling von Nullpunktspannsystemen einen Platz erobert. So können die Maschinen optimal ausgelastet werden.

Automatisierungsprojekte sind höchst anspruchsvoll. In der Umsetzung sind die Verantwortlichen in den Betrieben indes nicht auf sich allein gestellt. Es macht durchaus Sinn, die Gesamtverantwortung für ein Automatisierungsprojekt einem der erfahrenen Anbieter in diesem Bereich zu übertragen. Nicht nur deshalb, weil dort inzwischen mit zahlreichen Projekten in unterschiedlichsten Unternehmen oft eine hohe Kompetenz in Sachen Automatisierung herangewachsen ist. Sondern auch, weil ein Gesamtverantwortlicher bei Problemen in der Verantwortung steht, eine tragfähige Lösung zu finden. Das ist nicht zu unterschätzen. Denn bei unterschiedlichen Projektpartnern ist es für den Anwender nicht immer einfach, die Ursache eines Problems zu verorten.

Wichtig ist, dass entsprechend auch das Organisationsumfeld überprüft und unter Umständen neu geordnet wird. Speziell bei kleinen Losen spielt die Standardisierung der Werkstücke, insbesondere aber auch der Abläufe und Prozesse eine wichtige Rolle. „Ein gut aufgestelltes Automatisierungskonzept beginnt mit der Standardisierung der Prozesse“, betont etwa Jürgen Pfleghar von der Pfleghar Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft. „Erst auf dieser Basis können Anstrengungen zur Automatisierung sinnvoll und systematisch erfolgen.“

Vertieftes Profiwissen aus erfolgreichen Projekten bekommen Anwender auf der 7. Praxistagung Werkstückspanntechnik, zu der die Zeitschriften fertigung und werkzeug&formenbau am 5. und 6. Juni in Ulm einladen (siehe „Profiwissen pur“).