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Externes Werkzeugmagazin steigert Produktivität

14.10.2009
Die wachsende Anzahl anspruchsvoller Bearbeitungsaufgaben hat meist die Erhöhung der Werkzeuganzahl zur Folge. Die Kapazität des internen Werkzeugmagazins setzt allerdings Grenzen. Abhilfe schafft ein externes Scheibenmagazin. Das Einwechseln der Werkzeuge in das interne Magazin übernimmt ein Roboter.

Welcher Nutzer einer CNC-Werkzeugmaschine stand nicht schon vor dem Problem, dass die Anzahl der im Werkzeugmagazin befindlichen Werkzeuge für die unterschiedlichen und komplexen Bearbeitungsvorgänge nicht ausreicht. Mit der Spezifikation der Werkzeugmaschine im Rahmen der Investitionsplanung wird die Anzahl der Werkzeugplätze festgelegt oder das Budget erlaubt nur eine bestimmte Anzahl an Werkzeugen, denn jeder Platz im Magazin kostet Geld. Grundlage ist letztendlich das zum Zeitpunkt der Planung bekannte Werkstücksortiment, das auf der Werkzeugmaschine bearbeitet werden soll.

Anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben erfordern mehr Werkzeuge

Die wachsende Anzahl anspruchsvoller Bearbeitungsaufgaben hat meist die Erhöhung der benötigten Werkzeuganzahl zur Folge oder in der Großserienfertigung werden Geschwisterwerkzeuge notwendig, um eine bedienarme Schichtgestaltung zu realisieren. Dann sind Neuinvestitionen in Maschinen/Bearbeitungszentren notwendig, um eine höhere Anzahl an Werkzeugplätzen zu realisieren oder man verliert durch das manuelle Einwechseln von Werkzeugen in die Hauptspindel oder in das interne Magazin an Produktivität.

Zur Erhöhung der Produktivität und Flexibilität einer vorhandenen CNC-Werkzeugmaschine unabhängig von Maschinentyp und Hersteller bietet die Gelenauer Maschinenbau AG ein neues externes Werkzeugmagazin an. Das mittelständische sächsische Unternehmen mit seinen 100 Mitarbeitern war bisher hauptsächlich als Baugruppenlieferant für Werkzeugmaschinenhersteller und deren Zulieferer sowie in der Präzisionsteilefertigung und Großteilebearbeitung erfolgreich.

Externes Scheibenmagazin wird neben der Maschine angeordnet

Mit eigenen Produkten möchte das Unternehmen sein Leistungsangebot deutlich erweitern und das vorhandene Know-how aus mehr als 50-jähriger Produktionserfahrung nutzen. Der neue, als Scheibenmagazin konzipierte Werkzeugspeicher wird neben der zu erweiternden Werkzeugmaschine angeordnet.

Letztendlich entscheiden über die Anordnung des Magazins die Platzverhältnisse in der Werkstatt beim Kunden, die Anordnung des internen Magazins in der Maschine, die Übergabestelle des Werkzeuges und die Art des Werkzeughandlings. Der Werkzeugwechsel zwischen internem und externem Werkzeugspeicher kann durch einen Sechs-Achs-Roboter (höchste Ausbaustufe) oder durch eine andere Handlingeinheit (Lineareinheit mit Greifer) erfolgen.

Während der gesamten Entwicklung standen Kosten und Universalität des neuen Werkzeugmagazins im Vordergrund. Aus diesem Grund wurde auf das Baukastenprinzip zurückgegriffen. Auf einem einheitlichen Grundgestell werden horizontal angeordnete Aluminiumscheiben mit den jeweiligen Werkzeugaufnahmen befestigt.

Externes Werkzeugmagazin kann bis zu 150 Werkzeuge speichern

Auf jeder Magazinscheibe können maximal 30 Werkzeuge eingelagert werden. Um die Speicherkapazität des Scheibenmagazins zu erhöhen, ist es möglich, bis zu fünf Scheiben übereinander anzuordnen, was einer maximalen Speicheranzahl von 150 Werkzeugen entspricht.

Der Platzbedarf des externen Werkzeugmagazins umfasst unabhängig von der zu speichernden Werkzeuganzahl aufgrund des einheitlichen Grundgestells immer lediglich 1,21 m². Die Werkzeugaufnahme in der Magazinscheibe erfolgt im Werkzeugkegel, dabei kommen Werkzeugaufnahmen aus schlagzähem glasfaserverstärkten Kunststoff zum Einsatz. Dieses Material ist besonders verschleißresistent und schützt den Werkzeugkegel vor Beschädigungen.

Externes Werkzeugmagazin kann auch große Werkzeuge problemlos aufnehmen

Das Magazin ist für Werkzeuge mit der Schnittstelle SK 40 nach DIN 69871, HSK A 63 nach DIN 69893-1 sowie Coromant Capto C6 ausgelegt. Das Einlagern von großen Werkzeugen ist unproblematisch.

Der maximale Werkzeugdurchmesser beträgt ohne gesperrten Nachbarplatz 100 mm. Ebenso spielt die Werkzeuglänge durch variable Zwischenstücke, die als Abstandshalter zwischen den einzelnen Magazinscheiben dienen, eine untergeordnete Rolle.

Der Antrieb der Drehachse des Scheibenmagazins erfolgt über einen Servomotor, der über einen wartungsfreien Zahnriementrieb mit der Antriebswelle verbunden ist. Die hard- und softwareseitige Implementierung der benötigten Servoachsen für Werkzeugwechsler und Werkzeugspeicher erfolgt in die Maschinensteuerung.

Externes Scheibenmagazin steigert Fertigungsflexibilität

Mit dem Einsatz des neuen externen Werkzeugmagazins ist der Anwender jederzeit in der Lage, schnell und kostengünstig auf neue Anforderungen seiner Kunden und einer erweiterten Produktpalette mit einem Zusatzangebot an Werkzeugen in der mechanischen Bearbeitung zu reagieren. Durch die hohe Universalität des Gesamtsystems werden die spezifischen Bedingungen des Anwenders in Bezug auf Werkzeugkegeltyp, Werkzeuggröße und Werkzeuganzahl berücksichtigt.

Dipl.-Ing. oec. Hans-Peter Weise ist Vorstandsmitglied der Gelenauer Maschinenbau AG in 09423 Gelenau.

Hans-Peter Weise | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/234044/

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