Nullpunktspannsysteme ermöglichen unter anderem das Rüsten des Werkstücks auf einer Palette außerhalb der Bearbeitung und sorgen für kürzere Rüstzeiten. Sie verbinden präzise und schnell die Bauteile mit dem Maschinentisch. Durch die Festlegung des Referenzpunktes können die Werkstücke, Vorrichtungen und Spannmittel in einem Gang wiederholgenau gespannt werden. Nullpunktspannsysteme werden verwendet, wenn die Stillstandzeiten von Maschinen und Anlagen verkürzt werden sollen. Dadurch lässt sich die Maschinenkapazität besser nutzen und die Produktivität steigern.
Mit der neuen SPN-Serie präsentiert die Zimmer Group einen Nullpunktspannsystem-Baukasten, der laut Unternehmensangaben zahlreiche Features bietet und hohen Ansprüchen gerecht wird. „Mit diesem Baukasten findet der Anwender für jegliche Anforderungen sein passendes System“, urteilt Maik Fritsch, Produktmanager bei der Zimmer Group. „Neben einer auf die Grundfunktionen reduzierten Standard-Variante steht auch eine Advanced-Variante mit umfangreichen Funktionen zur Auswahl, die beispielsweise in der automatisierten Fertigung notwendig sind.“ Die Standard-Variante erfüllt die grundlegenden Funktionen Entriegeln und Plus-Anschluss. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Pneumatikanschluss, mit dessen Hilfe die Einzugskraft gesteigert werden kann. Zudem verfügt es über zwei Verdrehsicherungen. Die Standard-Serie ist somit die beste Wahl für eine kostengünstige und qualitativ hochwertige Lösung, hebt der Hersteller hervor.
Hoher Schutz vor Fremdpartikeln
Die Advanced-Variante ist aus gehärtetem Edelstahl gefertigt und somit rostfrei. Sie bietet laut Angaben eine Reihe von Funktionen, die in dieser Form und Zusammenstellung derzeit auf dem Markt einzigartig sind. Fritsch erklärt: „Der Plus-Anschluss, eine Auflagenkontrolle und eine pneumatische Kolbenstellungsabfrage sind ebenso integriert wie das Ausblasen der Bolzenöffnung und eine Auflagenflächenreinigung.“ Die Auflagenkontrolle ermöglicht mit Hilfe eines angeschlossenen Durchflussmessers oder Staudruckmessers die Kontrolle, ob das Werkstück beziehungsweise die Spannpalette korrekt auf der Fläche des Nullpunktspannsystems aufliegt.
Für eine hohe Flexibilität sorgen beim SPN Advanced zwei Anschlussmöglichkeiten – zum einen über eine Anspiegelung an der Flanschfläche und zum anderen über eine Verschlauchung am Boden des Nullpunktspannsystems. Auch das Thema Sicherheit wird groß geschrieben und so gewährleistet neben der serienmäßigen Ausblasfunktion auch ein optionaler automatischer Verschluss einen hohen Schutz vor eindringenden Fremdpartikeln.
Die Advanced-Variante ist laut Fritsch durch die zahlreichen Abfragemöglichkeiten wie Kolbenstellungsabfrage und Auflagenkontrolle bestens für den automatisierten Einsatz gerüstet, beispielsweise bei der automatisierten Maschinenbeladung mittels AGV. Dabei wird das Werkstück selbstständig vom AGV in die Maschine auf die Nullpunktspannsysteme geladen. Durch die Kolbenstellungsabfrage ist sichergestellt, dass die Nullpunktspannsysteme zum Beladen geöffnet sind, beziehungsweise das Spanngut nach der Beladung sicher gespannt ist. Die Auflagekontrolle gewährleistet, dass das Werkstück plan auf den Nullpunktspannsystemen aufliegt, sodass Bearbeitungsfehlern vorgebeugt werden kann.
Die Rüstzeiten reduzieren sich um bis zu 90 %
Eine technische Raffinesse der beiden Varianten SPN Standard und SPN Advanced nennt der Produktmanager: „Das Nullpunktspannsystem verriegelt formschlüssig über speziell an die Bolzenkontur angepasste Klemmsegmente und erzeugt dadurch ein extrem steifes System. Somit ist es in der Lage maximale Kräfte von bis zu 36 kN bei höchster Wiederholgenauigkeit von 0,005 mm aufzunehmen.“ Im Gegensatz zu gewöhnlichen Punktberührungen durch Kugeln in konventionellen Systemen, sorgen die an die Spannkontur angepassten Klemmsegmente für eine Flächenberührung zwischen Nullpunktspannsystem und Bolzen, was die Steifigkeit erhöht.
Durch die Automatisierung der Prozesse erhöht das Nullpunktspannsystem die Produktivität bei geforderter Präzision. „Die Maschinenrüstzeiten reduzieren sich um bis zu 90 %, der Reinigungs- und Wartungsaufwand des Systems ist minimal“, betont Fritsch. „Durch die Option, mehrere hintereinander abfolgende Prozesse in einer Werkstückaufspannung in verschiedenen Bearbeitungszellen zu verknüpfen und mit identischen Spannsystemgeometrien auszustatten, ergeben sich bisher ungenutzte Synergieeffekte. Der Bauteilträger mit dem Nullpunktspannsystem begleitet das Fertigungsteil einen weiten Weg durch den Bearbeitungsprozess und sorgt so für ein Optimum an Präzision und Kosteneffizienz.“
Automatischer Verschluss als Zubehör
Erweitert wird das Produktprogramm durch verschiedene Spannplatten mit bereits integrierten Nullpunktspannsystemen. Serienmäßig sind diese mit Standard-Nullpunktspannsystemen bestückt, können jedoch optional mit einem Advanced-Nullpunktspannsystem ausgestattet werden, falls der Kunde eine Abfragemöglichkeit für seine Anwendung benötigt. Das Zubehörprogramm reicht dabei von Spannplatten mit zwei bis hin zu sechs Nullpunktspannsystemen. Damit lassen sich laut Zimmer Group alle Anforderungen in der Praxis abdecken.
Ein spezielles Zubehör ist der automatische Verschluss. „Er schützt zuverlässig die Bolzenöffnung im Betrieb und taucht beim Einführen des Spannbolzens ab“, erklärt Fritsch. „Dadurch werden Schmutz und Späne effektiv am Eindringen in das Nullpunktspannsystem gehindert.“ Ebenfalls optional erhältlich sind Spannbolzen. Sie können unmittelbar in das Werkstück eingebracht werden, um dieses mittels der Nullpunktspannsysteme wiederholgenau und kosteneffizient zu spannen. Auf diese Weise sei eine komplette 5-Seitenbearbeitung in einer Werkstückaufspannung möglich.
Spannbolzen für genaues positionieren
Die unterschiedlichen Spannbolzen gewährleisten dabei das gewünschte präzise Spannen in unterschiedlichen Raumachsen. Der Zentrierbolzen definiert den Referenzpunkt des Werkstücks und generiert die Genauigkeit in X-, Y- und Z-Richtung. Der Schwertbolzen hingegen kann in eine Richtung des Koordinatensystems, X oder Y, eine Längenänderung kompensieren, währenddessen er in die beiden anderen Richtungen positioniert. Der Spannbolzen positioniert ausschließlich in Z-Richtung. Darüber hinaus ist ein separater Verschlussbolzen bereits im Lieferumfang enthalten, der die Bolzenöffnung bei Nichtverwenden verschließt, um diese dadurch optimal zu schützen.
Vor kurzem wurde das Nullpunktspannsystem der SPN-Serie außerdem vom Rat für Formgebung zweifach mit dem German Design Award 2021 ausgezeichnet. Es erhielt dabei die Auszeichnung sowohl in der Kategorie „Excellent Product Design – Industry“ als auch in der Kategorie „Excellent Product Design – Eco Design“.
