So wechseln Sie angetriebene Werkzeuge automatisch

Langsam, aufwendig, ineffizient: Die manuelle Rüstung von CNC-Drehmaschinen kostet metallverarbeitende Unternehmen bares Geld. Der Grund: Bei jedem Werkzeugwechsel steht die Produktion still. Die Automatisierung des Rüstvorgangs birgt riesige Einsparpotenziale, besonders wenn die Werkzeuge häufig gewechselt werden müssen. Die vollautomatische Schnittstelle Sauter Robofix ermöglicht erstmals eine mannarme Rüstung von Werkzeugrevolvern mit angetriebenen und statischen Werkzeugen. Das Prinzip: Der patentierte Direktantrieb von Sauter, dem Spezialisten für Werkzeugrevolver, löst und spannt die Tools automatisch. Neue Werkzeuge können entweder von einem Roboter oder einem Mitarbeiter eingesetzt werden. Das Ergebnis: Zeitintensiver Stillstand reduzieret sich laut Sauter um bis zu 85 % – die Produktionskosten sinken.

In der Kleinserienfertigung setzen metallverarbeitende Unternehmen meist auf Drehmaschinen mit Frässpindeln. Diese Maschinen verfügen über große Werkzeugmagazine, die das Tooling in wenigen Sekunden wechseln können. Allerdings ist die Investition in eine Drehmaschine mit Frässpindel im Vergleich zu einer Maschine mit Werkzeugrevolver deutlich höher. Die Revolvertechnologie ist außerdem wesentlich robuster als eine Frässpindel. Mehrkosten aufgrund von Wartungsarbeiten lassen sich so minimieren. Das Problem: Soll ein Werkzeugrevolver mit angetriebenen Werkzeugen umgerüstet werden, ist dies bisher nur manuell möglich. Lange Rüstzeiten sind die Folge: Ein Mitarbeiter musste den Spannmechanismus des Werkzeugrevolvers händisch lösen, das Tooling entnehmen, ein neues einsetzen und dieses per Hand einspannen. Bis alle Werkzeuge ersetzt sind, vergehen oft viele Minuten, in denen die Maschine nicht produziert. Und steht ein Mitarbeiter nicht rechtzeitig zum Wechsel bereit, verzögert sich die Inbetriebnahme weiter. Stillstandszeiten von täglich mehreren Stunden sind keine Seltenheit.

Durch Automatisierung des Austauschs lässt sich der Zeitaufwand erheblich verringern. Am Markt sind inzwischen mehrere Lösungen für den automatisierten Wechsel von statischen Werkzeugen verfügbar. Doch für angetriebene Werkzeuge, die für komplexe Bearbeitungsszenarien benötigt werden, gab es bis vor kurzem keine prozesssichere Automationslösung. Mit seiner vollautomatischen Schnittstelle Sauter Robofix ermöglicht der Revolverspezialist Sauter erstmals die mannarme Rüstung von Werkzeugrevolvern mit angetriebenen Werkzeugen.

Die Basis der neuen Technologie bildet der patentierte Direktantrieb, der in der Werkzeugscheibe des Revolvers integriert ist. Mit der Direct Drive-Technologie sind Drehzahlen bis zu 12.000 Umdrehungen und Drehmomente bis zu 85 Nm möglich. Das intelligente Schnellwechselsystem Sauter Robofix löst nicht mehr benötigtes Tooling und spannt neues automatisch ein. Neue Werkzeuge können entweder vollautomatisch durch einen Roboter oder halbautomatisch durch einen Mitarbeiter zugeführt werden. Der Prozess verkürzt sich in jedem Fall erheblich. „Robofix reduziert Stillstandszeiten um bis zu 85 %“, sagt Matthias Beck, Entwicklungsleiter bei Sauter. Aber auch ohne Roboter lassen sich ähnliche Ergebnisse erzielen. „Da der Direct Drive-Antrieb den Großteil des Prozesses übernimmt, benötigt ein Mitarbeiter zur Rüstung des Revolvers nur noch wenige einfache Handgriffe. Damit hat er mehr Zeit, um andere Aufgaben zu erledigen“, erklärt Beck.

Steht ein Werkzeugwechsel an, sendet die Maschinensteuerung ein Signal an den Roboter oder den Mitarbeiter. Sauter Robofix löst den Spannmechanismus und reinigt die Schnittstelle während des Werkzeugwechsels mit Druckluft. Dazu wird eine Druckluftleitung genutzt, die durch den Revolver zur Werkzeugscheibe und von dort zu den Schnittstellen führt. Mittels einer Plananlagenkontrolle stellt das System sicher, dass es zu keinen Beschädigungen und Maßabweichungen durch Späne zwischen Werkzeugscheibe und Werkzeug kommt.

Abschließend wird das neu eingewechselte Tool mit Hilfe des Sauter Robofix-Spannmechanismus mit einer Einzugskraft von 50 kN (BG20) automatisch gespannt. Daher besitzt die Schnittstelle eine hohe Steifigkeit für eine höhere Zeitspanleistung. Besonders anspruchsvolle Materialien wie härtere Stahlsorten lassen sich so leicht bearbeiten und tief zerspanen. Aufgrund einer präzisen Ausrichtsystematik verfügt die Schnittstelle über eine große Wiederholgenauigkeit: Die Werkzeuge werden immer exakt an der richtigen Position aufgenommen. Die Federwirkung des Ausrichtsystems eliminiert die statische Überbestimmung. Dadurch ist die Verdrehlage der Werkzeugaufnahme ohne zusätzlichen Justieraufwand sichergestellt. Die Rüstzeiten der Maschinen reduzieren sich signifikant.

Aufgrund der immensen Zeitersparnis, die Sauter Robofix während des Rüstvorgangs erzielt, ist das System auch für Unternehmen attraktiv, die Kleinserien mit vielen unterschiedlichen Teilen fertigen. „Durch den reduzierten Rüstaufwand und die damit frei werdende Manpower lohnt es sich auch für kleine Unternehmen, auf einen Revolver mit automatischem Werkzeugwechsel zu setzen“, sagt Matthias Beck. „Wir analysieren gemeinsam mit Interessenten, welche Lösung für die kundenspezifischen Anforderungen Sinn macht.“

cd