Rüstzeitfreie Werkzeuge für die Smart Factory
Wie Wechselkopfsysteme Nebenzeiten reduzieren
Vernetzt vom Produktdesign über die Prozessplanung bis zur Fertigung – und kleine Losgrößen – in der Smart Factory ist es besonders wichtig, Nebenzeiten zu minimieren, um wirtschaftlich zu fertigen. Da können Werkzeugsysteme mit Wechselköpfen helfen.
JE INTELLIGENTER und technologisch ausgereifter die Anlagen sind, desto komplexer und teurer werden sie auch. Für einen wirtschaftlichen und effektiven Betrieb müssen Anwender deshalb die Nebenzeiten minimieren. Dabei spielen gerade Werkzeuge eine wichtige Rolle.
Noch vor 20 Jahren gab es nur sehr wenige Werkzeugsysteme mit auswechselbaren Köpfen. Inzwischen bietet fast jeder Werkzeughersteller eine Variante in seiner Produktpalette. Besonders verbreitet sind Werkzeuggruppen aus Stahlgrundkörpern mit Hartmetall-wechselköpfen – und das trotz der stetigen Weiterentwicklung von Schleifmaschinen, die es stark vereinfacht hat, Vollhartmetall (Vhm)-werkzeuge herzustellen und nachzuschleifen.
Als Resultat stieg die Zahl kleiner und mittlerer Werkzeughersteller und es entstanden zahlreiche Nachschleifdienste. Es wäre zu erwarten gewesen, dass das Prinzip VHM die auswechselbare Alternative ernsthaft bedrängen würde. Tatsächlich ist die Situation aber genau umgekehrt: Dank der Fortschritte im Maschinenbau und des Trends zur intelligenten Fertigung setzen Anwender
verstärkt auf Werkzeuge mit auswechselbaren Köpfen.
Konkrete Umsetzungen
Beispielsweise hat der Werkzeughersteller Iscar Wechselkopf-systeme dahingehend optimiert, dass Nutzer die Köpfe praktisch ohne Rüstzeit tauschen können. Genannt seien hier die rotierenden Mulit-masterund Sumocham-werkzeuge.
Bei einer neuen, nicht rotierenden Werkzeugfamilie, Logiq5grip, zum Ab- und Einstechen verfolgt das Unternehmen einen anderen Lösungsansatz: Das Werkzeug besteht aus einem Spannschaft und einem Wendeplattenadapter mit auswechselbaren Schneideinsätzen. Beide Ansätze reduzieren die Nebenzeiten der Maschinen erheblich. Der Werkzeugkörper verbleibt während des Kopfwechsels in der Maschine und es fällt keine zusätzliche Rüstzeit für die Neujustierung des Werkzeugs an. Möglich wird dies durch die hohe Wiederholgenauigkeit der auswechselbaren Köpfe. Diese werden mit so engen Fertigungstoleranzen hergestellt, dass Anwender sie auswechseln können, ohne dass sie die Maschine anpassen oder die Cnc-programmierung korrigieren müssen.
Flexibler fertigen
Werkzeuge mit Wechselköpfen sparen nicht nur Nebenzeit, sie sind auch vielseitig einsetzbar. Bei der Multi-master-familie beispielsweise passt ein Fräskopf auf unterschiedliche Fräskörper, und die verschiedenen Fräskörper können wiederum unterschiedliche Fräsköpfe aufnehmen. Damit stehen Anwendern sehr viele Werkzeugkombinationen zum Schulter-, Plan- oder Scheibenfräsen, zum Fräsen komplexer Profile sowie zum Bohren und Fasen zur Verfügung.
Anwender können die Werkzeugkonfiguration bauteilspezifisch an den Bearbeitungsprozess anpassen. Multitasking-maschinen, die verschiedene Zerspanungsprozesse mit rotierenden und nicht rotierenden Werkzeugen in einem einzigen Bearbeitungsprozess ermöglichen, sind inzwischen weit verbreitet und steigern die Produktivität enorm. Maschinenhersteller bieten zudem eine Reihe von Möglichkeiten, um aus einer herkömmlichen Cnc-maschine eine Multitasking-maschine zu machen. Dazu wird die Anlage einfach um angetriebene Werkzeugfunktionen ergänzt, die die Leistung eines typischen kleinen Bearbeitungszentrums aufweisen.