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Optimales Spindelkonzept

In den vergangenen Jahren haben sich neue Technologien und Verfahren für die Bearbeitung von Werkstückoberflächen herausgebildet und etabliert. Es setzen sich auch in der spanabtragenden Bearbeitung, neben den herkömmlichen Werkzeugmaschinen, immer mehr die Bearbeitungsmaschinen mit Stabkinematiken und Roboter durch. Was geblieben ist, ist die für den Abtrag und die Bearbeitungsqualität maßgebliche Hauptspindel. Durch die heutige Integration unterschiedlicher Fertigungsverfahren in eine Maschine, verschwimmen die Grenzen der bisherigen klassischen Bearbeitungsspindeln wie Bohr-, Dreh-, Fräs- und Schleifspindel. Zudem kommen Verfahren wie Polieren, Klopfen und Abziehen dazu.

Jedes Fertigungsverfahren kombiniert mit jedem Maschinenkonzept bedingt ein auf die Anforderungen optimal zugeschnittenes Spindelkonzept.

Wir, mit unseren Erkenntnissen und Erfahrungen aus Forschung und Entwicklung, bieten Ihnen die auf Ihren Anwendungsfall zugeschnittene Spindel.

Spindeln für konventionelle Bearbeitung in Werkzeugmaschinen [mehr zeigen]

Noch immer ist die klassische Werkzeugmaschine mit ihrer hohen Genauigkeit und Steifigkeit die am meisten eingesetzte Maschine in der Zerspanung. Durch die Integration unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren (z. B. Drehen mit einer Fräsmaschine, Tieflochbohren mit einer Fräsmaschine) in einer Maschine mit möglichst einer Hauptspindel, steigen aber auch hier die Anforderungen. In unseren Spindeln spiegeln sich der momentane Stand der Technik und die Erkenntnisse aus Wissenschaft und Technik wider.

Bohrspindeln / Tieflochbohrspindeln [mehr zeigen]

Frässpindeln / Gravierspindeln [mehr zeigen]

Schleifspindeln / Abrichtspindeln [mehr zeigen]

Drehspindeln [mehr zeigen]

Vorsatz- / Einwechselspindeln [mehr zeigen]

Spindeln für die Roboterbearbeitung [mehr zeigen]

Für viele Bearbeitungsfälle setzt sich mehr und mehr der kostengünstigere Roboter gegenüber der teuren Werkzeugmaschine durch. Seinen großen Vorteil in der Dynamik und in der Erreichbarkeit der Bearbeitungsflächen stehen seine Nachteile, wie Genauigkeit und geringe Steifigkeit im 0-Punkt, gegenüber. All diese Sachen müssen neben den Anforderungen des Bearbeitungsverfahrens in das Spindelkonzept einfließen und bei der Auslegung der Spindel beachtet werden.
Die Zusammenarbeit von Roboter und Mensch (Mensch-Roboter-Kollaboration) erfordert bei der Spindelkonzeption die Berücksichtigung zusätzlicher sicherheitsrelevanter Aspekte, z. B. Unfallverhütung.
Mit unseren Spindeln können sowohl alle klassischen, als auch alle neuen Technologien und Bearbeitungsverfahren in einem Roboter abgebildet werden.
Dafür bauen wir für Sie:

Spindeln für die roboterbasierte konventionelle Bearbeitung
(Fräs-, Schleif-, Bohr- und Entgratspindel) [mehr zeigen]

Spindeln für die roboterbasierte automatisierte Feinbearbeitung
(mit Polier-, Abzieh-, Hon-Modulen zur Zeit-Kraft-gest. Bearbeitung) [mehr zeigen]

Spindeln für die roboterbasierte kraftgeregelte Bearbeitung [mehr zeigen]

Spindeln für die Mensch-Roboter-Kollaboration [mehr zeigen]

Spindeln und Spindelsystem für automatisierte Feinbearbeitung [mehr zeigen]

In der Industrie werden heutzutage hohe Oberflächenqualitäten, zum Beispiel durch Feinschleifen, Honen und Polieren, manuell erzeugt. Bei dieser manuellen Feinbearbeitung sind die Qualität und der Zeitaufwand sehr stark vom Geschick des Arbeiters abhängig und letztendlich sehr kostenintensiv. Zur vollständigen Automatisierung der Feinbearbeitung komplexer Bauteiloberflächen wurde von uns ein spezielles, auf die Anforderungen zugeschnittenes, Spindelsystem entwickelt.
Das Spindelsystem besteht aus einer Hochfrequenz-Motorspindel und dazu passenden, automatisch einwechselbaren Bearbeitungsmodulen. Dieses Spindelsystem lässt sich sowohl in roboterbasierten, als auch in 3- oder 5-achsigen Maschinensystemen einsetzen. Es bietet dem Anwender ein Gesamtsystem, mit dem komplette Bauteiloberflächen mit ihren komplexen Geometrieelementen, mit bis zu 70% Zeiteinsparung gegenüber manueller Fertigung, bearbeitet werden können.
Das Spindelsystem erschließt mit seiner hohen Modularität und Flexibilität ein weites Anwendungsfeld überall dort, wo hohe Oberflächenqualitäten in gleichbleibender Qualität wirtschaftlich gefertigt werden müssen, etwa im Werkzeug- und Formenbau, in der optischen Industrie, im Turbinenbau sowie in der Strömungstechnik, beispielsweise für die Luftfahrt oder im Automobilbau.

Mehr zum Thema automatisierte Feinbearbeitung finden Sie unter Forschung und Entwicklung.

Spindeln für die automatisierte Feinbearbeitung [mehr zeigen]

Module für die automatisierte Feinbearbeitung [mehr zeigen]

Die unterschiedlichen Bearbeitungsmodule erlauben es, mit unterschiedlichen Bearbeitungskinematiken und Kraftregelsystemen, jeweils spezielle Bauteiloberflächen zu bearbeiten. Jedes Bearbeitungsmodul ist ein Werkzeugsystem für sich und kann mit Hilfe eines Adapters auch in bereits bestehende Bearbeitungssysteme, z. B. Werkzeugmaschinen, integriert werden.
Durch den im Modul vorhandenen Anstellbereich werden Werkzeugverschleiß sowie Bahnabweichungen der Maschine kompensiert, wodurch dieses System wiederum für die roboterbasierte Bearbeitung sehr gut geeignet ist.
Das automatische Wechseln der verschiedenen Module mit unterschiedlichen Werkzeugen (z. B. Schleifkörper) lässt eine komplette Bearbeitung einer komplexen Oberflächengeometrie mit unterschiedlichen Oberflächenqualitäten zu.
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Für die Bearbeitung stehen folgende Module zur Verfügung:

Translatorische Bearbeitungsmodule
Die translatorischen Module sind Bearbeitungsmodule zum Glätten von Oberflächen, etwa zum Entfernen von Oberflächenwelligkeiten und Bearbeitungsspuren, aber auch zum Erzeugen scharfkantiger Geometrien an planen und leicht bis mittel gekrümmten Oberflächen. Für wellige und gekrümmte Bauteiloberflächen können Poliersegmente adaptiert werden, ebenso wie für kleine, enge Geometrien Polierhebel mit kleinen Werkzeugen.
In der Standardbaugröße besitzen diese Werkzeugsysteme einen fest definierten Hub (2/4/6 mm), eine maximale Anpresskraft von 180 N und eine maximale Hubfrequenz von 100 Hz mit einem Anstellbereich von +/- 2,5 mm.

translatorisches Modul mit Wippe axial
translatorisches Modul mit Segmenten
translatorisches Modul mit Polierarm
translatorisches Modul mit Wippe abgewinkelt
gegenläufiges translatorisches Modul mit 2 Wippen mittig
gegenläufiges translatorisches Modul mit 2 Wippen außermittig

Rotatorische Bearbeitungsmodule
Das rotatorische Werkzeugsystem mit axialer oder radialer Anstellung ist ein Modul zur Bearbeitung der Grund- und Seitenflächen, von Vertiefungen wie Nuten, Ausbrüchen und Bohrungen sowie schwer zugänglichen Flanken oder Wänden. Bei Werkzeugsystemen mit kombinierter radialer und axialer Anstellung können zusätzlich auch Kanten und Absätze bearbeitet werden. Bei den rotatorisch radialen Modulen erfolgt die radiale Anstellung parallel zur Modulachse und in einem Winkelbereich von 360° (ohne kraftfreien Bereich). Das gewährleistet, dass die Werkzeugflanke, unabhängig vom Anstellwinkel und Anstellweg, parallel zur Werkstückfläche steht. Für sehr tiefe Geometrien erfolgt die radiale Anstellung schwenkend zur Modulachse; ebenfalls in einem Winkelbereich von 360° (ohne kraftfreien Bereich). Durch den großen Abstand des Werkzeuges vom Schwenkpunkt ist die Winkeldifferenz von Werkstückoberfläche zu Werkzeugflanke vernachlässigbar klein.
In der Standardbaugröße sind die rotatorischen Werkzeugsysteme für Drehzahlen bis zu 12 000 1/min, einer radialen Anpresskraft von 75 N und einer Eintauchtiefe von 90 mm (parallele Auslenkung) bzw. bis zu 200 mm (schwenkende Auslenkung) entwickelt worden.
Zur automatisierten Feinbearbeitung von Sphären und Radien wird beim 2-Achs-Kugelkopfmodul die Rotation der Arbeitsspindel durch eine zweite, zusätzliche, Rotation des Werkzeuges überlagert. So kann das ausgewählte Schleif- oder Polierwerkzeug ohne Anstellung, also senkrecht zur Oberfläche, geführt werden, ohne dass die Schnittgeschwindigkeit im Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeuges null beträgt.