Trägerspannsysteme

Für die automatisierte Bearbeitung von kleinen oder komplex geformten Werkstücken erstellt die Innoclamp GmbH »Trägerspannsysteme«. Bei diesem Konzept findet der Spannvorgang der Werkstücke hauptzeitparallel neben der Werkzeugmaschine manuell oder mit Hilfe einer speziellen Befüllstation statt. Die Werkstücke werden in spezielle Träger eingelegt und anschließend für die Bearbeitung zusammen mit dem Werkstück über ein Nullpunktspannsyststem in die Werkzeugmaschine eingewechselt. Die Träger bilden dabei die Referenz für die Bearbeitung, so dass aufwändige Einmessvorgänge entfallen und die Bearbeitung sofort nach dem Einwechseln mit höchster Präzision erfolgt. Trägerspannkonzepte erlauben eine einfache Automatisierung, wenn mehrere Träger aus einem Magazin verwendet werden und die Träger mit einem Roboter in die Werkzeugmaschine eingewechselt werden. Die kurzen Wechselzeiten der Träger ermöglichen eine optimale Auslastung der Maschine. 

Hauptzeitparallele Spannkonzepte, bei denen die Werkstücke als Palletten oder in speziellen Trägern über Nullpunkstspannsysteme in die Werkezugmachine eingewechselt werden, erlauben eine wesentlich bessere Auslastung der Werkzeugmaschine. Die Wechselzeiten der Systeme sind kurz und die Werkzeugmaschine kann mit einem hohen produktivem Zeitanteil betrieben werden.

 

Trägerspannsysteme - Der Schlüssel zur Produktivität und Automation

 

Um die Kapazität einer Produktion zu erhöhen, ist die Investition in hauptzeitparallele Trägerspannkonzepte oftmals eine wirtschaftliche Alternative, gegenüber der Anschaffung zusätzlicher Werkzeugmaschinen. Die Produktion kann zudem mit Trägerspannkonzepten in der Regel sehr einfach automatisiert werden. Wenn die vorbereiteten Spannsysteme mit eingespannten Werkstücken aus einem Magazin über einen Roboter in die Werkzeugmaschine eingewechselt werden, ist nur noch ein sehr geringer Personalaufwand erforderlich. Die personenbegleitete Bearbeitung kann in vielen Fällen sogar ganz entfallen, oder mehrere Maschinen können von einer Person bedient werden, wenn die neuen Werkstücke nur in größeren Zeitabständen in die Träger eingelegt werden müssen. Mit einem ausreichend großem Magazin ist so zum Beispiel eine automatisierte Produktion während einer Nachtschicht möglich.

 

Hydraulische Trägerspannsysteme für komplexe Werkstücke mit hohen Genauigkeitsanforderungen

 

Bei der mechanischen Bearbeitung von kleinen oder komplex geformten Freiformwerkstücken, wie zum Beispiel Lauf- oder Leitschaufeln von Turbinen, haben in der Regel hohe Genauigheitanforderungen an die Bearbeitung - geichzeitig kommen diese Werkstücke häufig in großen Stückzahlen vor. Da die Teile oft auch sehr dünn sind, ist die Handhabung und verzugsfreie Spannung nicht selten sehr zeitaufwändig und der Spannvorgang macht einen großen Teil der Produktionszeit aus. Die Innoclamp GmbH bietet für diese Werkstücke kompakte, hydraulische Trägerspannsysteme, mit denen die Werkstücke mit wenig Handhabungsaufwand hochgenau eingespannt und vollautomatisiert bearbeitet werden können.

 

Bevor die Werkstücke in den Trägern hydraulisch eingespannt werden, werden sie beim Einlegen über eine spezielle Anordnung fester Anschläge mit kleinen Kräften durch Kugeldruckfedern genau positioniert. Diese Methode eignet sich auch zum Spannen von Werkstücken mit größeren Geometrieabweichungen, da sich bei einer Ausrichtung eines Werkstücks über sechs Punkte formunabhängig eine geometrisch eindeutige Lösung findet, sofern alle Punkte vom Werkstück erreicht werden und diese richtig angeordnet sind. Die hydraulische Einspannung erfolgt anschließend gegen die festen Anschläge oder schwimmend mit subsequenter reibschüssigen Verklemmung, so dass die Position der Werkstücke im Spannvorgang nicht verändert wird. Mit dieser Methode ist das präzise Ausrichten und Einspannen der Werkstücke in den Trägern mit Wiederholgenauigkeiten von unter 10 µm möglich.

 

Adaptive Prozesketten auf Basis von Innoclamp Trägerspannsystemen

 

Die Trägersysteme bilden nach dem Einspannvorgang die Referenz in der Werkzeugmaschine, so dass die Bearbeitung nach dem Einwechseln der Träger in ein Nullpunktspannsystem direkt erfolgen kann, ohne dass die Lage der Werkstücke neu vermessen werden muss. Die Nullpunktspannsysteme bieten, je nach Anforderung, eine Positionsgenauigkeit zwischen 2-5 µm.

 

Trägerspannsysteme der Innoclamp GmbH eignen sich nicht nur für die reine Bearbeitung, sondern auch zum automatisierten Vermessen und Digitalisieren der Werkstücke. So kann auf Basis der in den Trägern digitalisierten Werkstücke eine adaptive Bearbeitung erfolgen, die auf die inividuelle Geometrie der jeweiligen Werkstücke angepasst ist. Diese adaptiven Prozessketten werden häufig bei Guss- oder Schmiedeteilen eingesetzt, oder im Reparaturbereich, wenn die Werkstückgeometrie aufgrund von mechanischen oder thermischen Belastungen von der Sollgeometrie abweichen.

 

An den Trägerspannsystemen befinden sich in diesen Fällen in der Regel genaue Referenzgeometrieelemente, die auf das Messprinzip optimiert sind und bei der Digitalisierung mit erfasst werden. Auf Basis dieser Referenzgeometrielemente wird am Trägersystem das jeweilige Koordinatensystem für die adaptive Bearbeitung definiert. Mit dieser Methode sind sehr hohe Genauigkeiten erreichbar. Die Ingenieure der Innoclamp GmbH haben in diversen Projekten innerhalb der letzten 8 Jahre  umfangreiche Erfahrung aufgebaut, hochgenaue Trägerspannsysteme für die Adaptivbearbeitung zu gestalten.