IMTS 2018: Wie Industry 4.0 das Werkzeugspannen revolutioniert

Von der Reduzierung des Fachkräftemangels bis zur intelligenteren Datenkommunikation zwischen Werkzeugen und Maschinen – die Zukunft des Werkzeugspannens verspricht mehr Effizienz durch intelligentere Automatisierung. Wir sprachen mit einem Haimer-USA-Executive über das Versprechen der nahen Zukunft des Werkzeugspannens.

Ist die nächste Evolutionsstufe von Digital Manufacturing zu Industry 4.0 die Fähigkeit, Geräte zu vernetzen und Daten innerhalb und zwischen Maschinen zu teilen? Brancheninsider glauben daran.

„Aus Sicht des Werkzeugspannens bedeutet Industry 4.0, Kunden dabei zu helfen, einen reproduzierbareren Fertigungsprozess zu schaffen, indem Daten herausgezogen werden, damit Maschinen mit Algorithmen und KI diese Daten nutzen und on-the-fly Änderungen vornehmen können“, sagt Drew Strauchen, Vice President Marketing und Business Development bei Haimer USA.

Um die Möglichkeiten zu demonstrieren, zeigt Haimer auf der IMTS 2018 sein automatisiertes Werkzeugmanagementsystem, inklusive VIO Toolshrink. Am Stand [West Hall, Stand #431546] sehen Sie die Demonstration: Werkzeughalter auswuchten, Werkzeug in den Halter schrumpfen, Auswuchtung prüfen, Daten auf einen RFID-Chip am Halter schreiben. Wird das Werkzeug in eine Hermle-Maschine eingespannt, liest diese den Chip und bestimmt und setzt die Drehzahl basierend auf den Auswuchtdaten.

„Auswuchtinformationen zu sammeln und einen Weg zu finden, diese an die Maschine zu kommunizieren, damit sie tatsächlich eine Entscheidung trifft – das ist Industry 4.0 realisiert“, sagt Strauchen.

„Schließlich werden Daten der Maschine auch sagen können, wann das Werkzeug zu wechseln ist und wie Drehzahlen und Vorschübe basierend auf der erreichten Standzeit anzupassen sind – aber all das basiert auf präzisen Datenpunkten“, so Strauchen. „Sind die Datenpunkte tagtäglich inkonsistent, ist es extrem schwierig, Daten zu extrahieren und damit etwas anzufangen. Der erste Schritt dahin ist also die Stabilisierung Ihrer Prozesse.“

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Die Evolution der Werkzeughalter

Für reproduzierbare Prozesse müssen Hersteller wissen, wie viele Teile sie pro Tag fertigen und wie lange ein Werkzeug hält – was teilweise vom Werkzeughalter abhängt.

„Das heißt, es reicht nicht, nur gute Rundlaufgenauigkeit oder gute Auswuchtung oder guten Spannmoment zu haben – ein Werkzeughalter muss all das haben und auch bei jedem einzelnen Werkzeugwechsel reproduzierbar sein“, sagt Strauchen.

Es gab eine „natürliche Entwicklung“ vieler Unternehmen hin zu besserer Werkzeugspanntechnik, weg von Spannzangenfuttern und Seitenfest-Weldon-Aufnahmen, die „schwer mit guter Genauigkeit zu halten sind, weil sie so viele mechanische Teile haben, die sich im Laufe der Zeit abnutzen“, erklärt Strauchen.

„Da Schrumpfspannfutter keine beweglichen Teile haben, gibt es nichts, das ermüden oder verschleißen kann – vorausgesetzt, die Halter bestehen aus geeignetem Substrat und die Heizmaschine nutzt die richtige Technologie.“

Hydraulische Spannfutter sind eine weitere hochpräzise Spanntechnik. Zwar hat die Membran Wartungsbedarf im jährlichen oder zweijährlichen Rhythmus, aber sie verschleißen weniger als ältere Spannfuttertypen.

„Der gesamte Markt bewegt sich generell hin zu Werkzeugen, die nicht nur hohe Genauigkeit haben, sondern diese Genauigkeitsgrade über längere Zeit halten können“, sagt Strauchen.

Fachkräftemangel bekämpfen mit Werkzeugen, die reproduzierbare Prozesse langfristig sichern

Ein weiterer Treiber für weiterentwickelte Werkzeugspanntechnik ist der aktuelle Fachkräftemangel in der Fertigung.

„Maschinenbetriebe haben viele offene Stellen. Um zu wachsen, versuchen Unternehmen, die Lücke durch Automatisierung, Lights-Out-Bearbeitung und andere Methoden zur Produktivitätssteigerung zu schließen – all das erfordert einen deutlich höheren Grad an Prozessreproduzierbarkeit“, sagt Strauchen.

„Das drängt sie natürlich hin zu Werkzeugspanntechnologien, die mit modernen, aggressiveren Schrupp-Werkzeugbahnstrategien mithalten können, während gleichzeitig Abweichungen zwischen Werkzeugwechseln reduziert werden“, so Strauchen.

Beispielsweise können bei einem Spannzangenfutter-Wechsel unzählige Dinge passieren, die Abweichungen im Schneidprozess verursachen, laut Strauchen. Faktoren: Alter der Spannzange, ob sie ordnungsgemäß gereinigt wurde, wer sie gewechselt hat, ob das richtige Anzugsdrehmoment verwendet wurde.

„Bei Schrumpfspannung ist es egal, wer das Werkzeug wechselt, weil es immer gleich gewechselt wird“, sagt er. „Unveränderliche Genauigkeit, immer gleich, Tag für Tag, Monat für Monat, Jahr für Jahr.“

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