In dieser Ausgabe des NCF-Check geht es um Spindelstandzeiten. Vier Experten erklären, worauf es ankommt.
Foto: NCFertigung

Thema der Woche 23/2020

Mit diesen Tipps zu längeren Spindelstandzeiten

Wenn es um Spindelstandzeiten geht, gibt es große Unterschiede. Beanspruchung, Wartung und Überwachung spielen eine Rolle. Vier Experten erklären.

Spindelstandzeiten liegen normalerweise zwischen 2.000 bis 20.000 Betriebsstunden. Dazwischen liegt der Faktor 10. Deshalb hat NCFertigung die Markt- und Technologieführer gefragt, was jeder Zerspaner tun kann, um die Spindelstandzeiten zu maximieren?

Wie lassen sich Spindelstandzeiten erhöhen?

Die besten Tipps und wichtigsten Erkenntnisse fasst der NCF-Check zusammen. Vier Experten von führenden Unternehmen stehen Rede und Antwort.

Mit Hilfe aufgezeichneter Daten die Spindellaufzeiten optimieren

Die Standzeit einer Spindel variiert so stark wie ihr Anwendungsbereich. Um diese zu maximieren, arbeiten wir eng mit unseren Kunden zusammen und passen unsere Spindeln den jeweiligen Bedürfnissen bestmöglich an. Als Voraussetzung für die Optimierung der Laufzeiten sehen wir die Überwachung der Spindeln mittels aufgenommener Daten als zentral an: Motor- und Wälzlagertemperaturen sowie Drehzahl- und Drehmomentprofile sind die Basis für eine Einschätzung der Spindelbe- als auch -auslastung. Werden Auffälligkeiten erkannt, kann entsprechend reagiert werden. Unser digitales Spindel-Sensor-Modul SMI 24 übernimmt diese Datensammlung sowie die Überwachung. Der „Spindelmonitor“ erlaubt es dem Endanwender, Analysegrafiken an der Mensch-Maschine-Schnittstelle oder an beliebigen Orten mittels der „Mindsphere“ von Siemens anzuzeigen. Die Daten unterstützen den Anwender bei einer vorbeugenden Wartung und helfen, zeit- und kostenintensive Stillstände zu vermeiden.

Foto: Weiss Spindeltechnologie
Dr.-Ing. Ingomar Kelbassa, Geschäftsführer der Weiss Spindeltechnologie GmbH.

Digitale Monitoringsysteme vermeiden Spindelüberlastung

Als Schnittstelle zwischen Maschine und Werkzeug haben Motorspindeln einen enormen Einfluss auf die Präzision und Oberflächenqualität der Werkstücke. Maßgeblichen Einfluss haben Standfestigkeit und Dauergenauigkeit auf die Zuverlässigkeit sowie Verfügbarkeit der Werkzeugmaschine. Durch die Nutzung digitaler Monitoringsysteme wie dem DMG-Mori-Technologiezyklus MPC 2.0 (Machine Protection Control) kann der Bediener eine Überlastung der Spindel im Fräs- oder Drehbetrieb vermeiden. Eine integrierte Schnellabschaltung der Vorschubantriebe verhindert größere Schäden bei einer Kollision zwischen Werkzeug und Werkstück. Das führt zu einer entscheidenden Verlängerung der Spindellebensdauer, wodurch irreguläre Betriebszustände verhindert werden. Durch die innovative Kombination des Hochleistungs-Wälzlagerwerkstoffs Vacrodur mit keramischen Kugeln als Wälzkörper wird eine theoretische Verbesserung um das 13-fache der Lagerlebensdauer erreicht.

Foto: DMG Mori
Alfred Geißler, Geschäftsführer Deckel Maho Pfronten GmbH.

Korrekte Wartung ist elementar für lange Lebensdauer

Entscheidend für die Lebensdauer einer Spindel ist die Wartung. Sei es die Überwachung von Verschleiß oder das Einhalten vorgegebener Wartungszyklen. Wir als Hersteller haben umfangreiche Testmöglichkeiten und können optimal abgestimmte Wartungsanweisungen und Eckdaten für die Bearbeitung zur Verfügung stellen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Schmierung der Spindel. Auch hier muss man großen Wert darauf legen, die Öle mit den empfohlenen Qualitäten und Reinheitsklassen einzusetzen. Enorm positiven Einfluss auf die Lebensdauer der Spindellagerung hat die sauber entlüftete Peripherie der Öl-Luftschmierung. Eine korrekt entlüftete Schmierstoffzufuhr in Kombination mit trockener Transportluft arbeitet sehr zuverlässig und bildet einen robusten, tragfähigen Schmierfilm in der Lagerung aus. Wenn der Anwender sich an die Hersteller-Empfehlungen hält, etwa 30 min pro Woche investiert und den Wartungsempfehlungen folgt, lässt sich die Spindelstandzeit um ein Vielfaches verlängern.

Foto: Kessler
Joachim van Sprang, Leiter K&E Spindeln der Kessler-Gruppe.

In der Praxis geht es um höchste Ausbringung bei geringstem Maschinenstillstand. Das ist ein Widerspruch in sich. Bezogen auf die Spindel heißt das, um nach DIN ohne höheren Verschleiß an der Spindel zu fertigen, muss man eine gleichmäßige Belastung, einen konstanten Werkzeugdruck sicherstellen und Schwingungen reduzieren. Mit dem Einsatz von Systemen, die Schwingungen im 3-Achs-Betrieb (FFT-Analyse) und die Temperatur erfassen, können optimale Kompromisse erzielt werden. Solch eine Spindelanalyse ist ein ideales Hilfsmittel, mit dem sich auch der Werdegang einer Spindel aufzeichnen, Trends erkennen und Optimierungen vornehmen lassen. Wichtig ist aber auch, selbst wenn Werkzeuge gleich aussehen, schneiden sie sehr unterschiedlich. Auch hier kann man anhand der Schwingungen feststellen, wie ruhig ein Werkzeug arbeitet. Umso ruhiger, umso weniger Belastung an der Spindel.

Foto: Uttec
Uwe Schröter, Geschäftsführer Uttec GmbH.