IMTS 2018:Industrie 4.0 und die Zukunft der Werkzeughalter

Von der Unterstützung bei der Verringerung der Auswirkungen des Fachkräftemangels bis hin zur Ermöglichung der Kommunikation intelligenterer Daten zwischen Werkzeugen und Maschinen ist die Zukunft der Werkzeughaltung reif für mehr Effizienz – mit intelligenterer Automatisierung. Wir haben mit einer Führungskraft von Haimer USA über die nahe Zukunft der Werkzeughaltung gesprochen.

Ist die nächste Entwicklung von der digitalen Fertigung zu Industrie 4.0 die Fähigkeit, Geräte zu verbinden und Daten innerhalb und zwischen Maschinen auszutauschen? Brancheninsider glauben das.

„Aus Sicht der Werkzeughaltung geht es bei Industrie 4.0 darum, Kunden dabei zu helfen, einen reproduzierbareren Fertigungsprozess zu schaffen, indem Daten herausgezogen werden, damit schließlich Maschinen mit Algorithmen und künstlicher Intelligenz diese Daten übernehmen und im laufenden Betrieb Änderungen vornehmen können“, sagt Drew Strauchen, Vice Präsident für Marketing und Geschäftsentwicklung bei Haimer USA.

Um die Möglichkeiten zu demonstrieren, wird Haimer auf der IMTS 2018 sein automatisiertes Werkzeugverwaltungssystem, einschließlich VIO Toolshrink, vorstellen. Am Stand [West Hall, Stand #431546 ] können Sie sich das Ausbalancieren eines Werkzeughalters, das Schrumpfen des Werkzeugs im Halter, das Überprüfen des Gleichgewichts und das anschließende Schreiben der Daten auf einen am Halter befestigten RFID-Chip ansehen. Beim Einsetzen des Werkzeugs in eine Hermle-Werkzeugmaschine wird der Chip ausgelesen und anhand der Wuchtdaten die Drehzahl ermittelt und eingestellt.

„Auswuchtinformationen zu sammeln und einen Weg zu finden, diese an die Maschine zu übermitteln, damit sie tatsächlich eine Entscheidung treffen kann, ist Industrie 4.0 verwirklicht“, sagt Strauchen.

„Irgendwann werden Daten der Maschine auch mitteilen können, wann das Werkzeug gewechselt werden muss und wie Geschwindigkeiten und Vorschübe basierend auf der Standzeit des Werkzeugs geändert werden müssen, aber all diese Dinge hängen von genauen Datenpunkten ab“, sagt er. „Wenn die Datenpunkte von Tag zu Tag inkonsistent sind, ist es wirklich schwierig, Daten zu extrahieren und irgendetwas damit zu tun, also ist der erste Schritt, dies zu erreichen, die Stabilisierung Ihrer Prozesse.“

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Die Evolution der Werkzeughalter

Um wiederholbare Prozesse zu erhalten, müssen Hersteller wissen, wie viele Teile sie pro Tag erhalten und wie lange ein Werkzeug hält – was teilweise vom Werkzeughalter selbst abhängt.

„Das bedeutet, dass es nicht gut genug ist, nur eine gute Rundlaufgenauigkeit oder eine gute Balance oder ein gutes Greifmoment zu haben – ein Werkzeughalter muss all diese Dinge haben und auch zwischen jedem einzelnen Werkzeugwechsel wiederholbar sein“, sagt Strauchen.

Für viele Unternehmen gab es einen „natürlichen Fortschritt“ hin zu einer besseren Werkzeughaltetechnologie, da sie sich von Spannzangen und Weldon-Haltern mit Seitenverriegelung verabschiedeten, die „schwierig mit einem guten Maß an Genauigkeit zu warten sind, weil sie so viele haben mechanische Teile, die mit der Zeit verschleißen“, erklärt Strauchen.

„Da es in einem Schrumpfwerkzeughalter keine beweglichen Teile gibt, gibt es nichts zu ermüden oder zu verschleißen, vorausgesetzt, die Halter sind aus dem richtigen Substrat hergestellt und die Maschine, die das Erhitzen durchführt, verwendet die richtige Technologie.“

Hydraulische Halter sind eine weitere hochpräzise Werkzeughaltetechnologie. Obwohl sie eine Blase haben, die jährlich oder halbjährlich gewartet werden muss, verschleißen sie weniger als die älteren Werkzeughalter.

„Der gesamte Markt bewegt sich im Allgemeinen in Richtung Werkzeuge, die nicht nur eine hohe Genauigkeit aufweisen, sondern diese Genauigkeit über einen längeren Zeitraum beibehalten können“, sagt Strauchen.

Die Qualifikationslücke mit Tools schließen, die wiederholbare Prozesse auf lange Sicht vorantreiben

Ein weiterer Treiber für eine weiter entwickelte Werkzeughaltertechnologie ist die derzeitige Qualifikationslücke in der Fertigung.

„Werkstätten haben viele offene Stellen, und um zu wachsen, versuchen Unternehmen, die Lücke durch Automatisierung, Lights-out-Bearbeitung und andere Methoden zur Steigerung der Produktivität zu füllen – die alle ein viel höheres Maß an Wiederholbarkeit in ihren Prozessen erfordern “, sagt Strauchen.

„Das drängt sie natürlich zu Werkzeughaltetechnologien, die mit modernen und aggressiveren Schrupp-Werkzeugwegstrategien Schritt halten können, während gleichzeitig die Anzahl der Abweichungen reduziert wird, die zwischen Werkzeugwechseln auftreten können“, sagt er.

Laut Strauchen gibt es zum Beispiel unzählige Dinge, die während eines Spannzangen-Werkzeugwechsels passieren können, um Abweichungen im Schneidprozess zu verursachen. Zu den Faktoren gehören das Alter der Spannzange, ob jemand sie richtig gereinigt hat, wer sie gewechselt hat und ob die Person die richtigen Drehmomentangaben zum Anziehen der Mutter verwendet hat.

„Beim Schrumpfsitz hingegen ist es egal, wer das Werkzeug wechselt, weil es immer gleich gewechselt wird“, sagt er. „Es ist eine unveränderliche Genauigkeit, jedes Mal die gleiche, Tag für Tag, Monat für Monat, Jahr für Jahr.“

Wie haben sich Innovationen in der Werkstück- und Werkzeughaltung auf Ihren Betrieb ausgewirkt? Teilen Sie Ihre Geschichten.