Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Konstante Schnittgeschwindigkeiten verlängern die Werkzeugstandzeiten

29.09.2008
Jetzt sorgt die Servotechnik auch in Feinschneidpressen für genauer geregelte Prozesse. Der Servoantrieb vereint die Vorteile hydraulischer und mechanischer Pressen. So sind konstante Schnittgeschwindigkeiten unabhängig von der Last möglich und Schnittschlag wird vermieden. Darüber hinaus optimieren variable Geschwindigkeiten für jeden Prozessschritt den Gesamtprozess. Und das bei höheren Hubzahlen und längeren Werkzeug-Standzeiten.

Die Schweizer Heinrich Schmid AG produziert seit 1956 Feinschneidpressen. Feinschneiden ist ein Verfahren der Stanztechnologie, um Metallteile hochpräzise in großen Serien wirtschaftlich zu fertigen. Die Schnittflächen sind dabei abrissfrei, haben glatte, rechtwinkelige Schnittflächen und können, wenn sich keine weiteren Prozessschritte mehr anschließen, nach dem Entgraten ohne zusätzliche Bearbeitung direkt verbaut werden.

Seit 2004 sind die Schmid-Pressen der Xtra-Generation mit einem Servoantrieb ausgestattet, der den Feinschneidprozess kontrolliert ablaufen lässt. Dies bringt erhebliche Vorteile im Vergleich zu klassischen Hydraulikpressen. So können wesentlich höhere Hubzahlen erreicht werden und verschiedene Arbeitsprozesse in der jeweils besten Geschwindigkeit gefahren werden. Darüber hinaus wird der Schnittschlag vermieden und die Standzeiten der Werkzeuge erhöhen sich. Die Pressen sind inzwischen mit Presskräften von 1600, 3200, 4000 und 6300 kN erhältlich.

Die Feinschneidpressen verfügen über einen hydraulischen Stößelantrieb, der auf einem hydromechanischen Lageregelkreis basiert. Die vorgegebene Bewegung des AC-Servomotors wird über das Regelventil hydraulisch verstärkt auf den Stößel übertragen. Über die mechanische Rückmeldung auf dieses Ventil entsteht ein geschlossener Regelkreis, der es ermöglicht, den Stößel mit sehr hoher Genauigkeit geregelt zu positionieren. Der Servomotor gibt den Sollwert für das hydraulische Regelventil vor. Der Hydraulikzylinder führt diese Vorgaben exakt aus. Die Ventilschaltzeiten sind bei der Servotechnologie deutlich kürzer, da kein Füllventil mit langen Schaltzeiten eingesetzt wird.

Das ermöglicht deutlich schnellere Zykluszeiten. Zusammen mit exakt wiederholbaren Stößelbewegungen gibt es bei Verknüpfungen mit Räumern, Wischern oder anderen Prozessen keine Zeitverzögerungen. Mit dieser Technik erreichen die Pressen eine exakt geregelte Geschwindigkeit und wesentlich höhere Hubzahlen. So bringen es die Feinschneidpressen, abhängig von Materialbeschaffenheit, Materialstärke und Presskraft, auf bis zu 100 Hübe pro Minute. Das war mit der konventionellen Technik niemals auch nur ansatzweise zu erreichen.

Der Servoantrieb reduziert den Schnittschlag spürbar

Der Hauptstößel fährt nun über den gesamten Schneidvorgang mit der vorgegebenen Geschwindigkeit. Bei herkömmlichen Pressen beschleunigt sich der Stößel durch die schlagartig freiwerdende Schnittkraft, nachdem das Material durchgetrennt ist, massiv und wird erst vom mechanischen Stößelanschlag aufgefangen. Dieser Schnittschlag, der Presse und Werkzeug extrem belastet – denn schließlich muss die gesamte Geschwindigkeitsenergie 40 bis 50 mal pro Minute absorbiert werden wird mit dem neuen Servoantrieb stark reduziert.

Durch die Kontrolle der Geschwindigkeit arbeitet die Presse wesentlich schonender und es wird die Schmierfähigkeit des Schneidöls nicht mehr überbeansprucht. Das erhöht die Standmengen der Werkzeuge und macht gerade die Bearbeitung von rostfreien Materialien wirtschaftlicher, bei der der Schnittschlag besonders heftig ausfiel.

Auch der obere Totpunkt (OT) wird kontrolliert und mit geregelter Geschwindigkeit angefahren. Die Positionierung im OT ist damit ebenso genau wie mit einem mechanischen Anschlag. Auf einen Festanschlag kann somit verzichtet werden. Dies verhindert das Eintauchen des Stempels in die Matrize. Das Eintauchen beschädigt aufgrund des kleinen Schnittspalts im Feinschneidwerkzeug die Schneidelemente und reduziert die Standzeit der Werkzeuge erheblich.

Standen früher höhere Hubzeiten verkürzten Werkzeugstandzeiten gegenüber, so sind mit dem Servoantrieb deutlich höhere Hubzahlen möglich und die Werkzeuge halten trotzdem länger. Gerade bei einer Teilefertigung, bei der die Kosten pro Stück für den Werkzeugunterhalt höher waren als das eigentliche Feinschneiden, konnte mit höherer Geschwindigkeit nichts gewonnen werden. Bei den neuen Pressen berichten Anwender von 10 bis 20% längerer Standzeit bei gleichzeitig 50% mehr Hüben.

Die Servosteuerung bietet allerdings noch einen weiteren Vorteil: Wurde früher die Stößelgeschwindigkeit über den gesamten Hub unverändert gefahren, wobei der eigentliche Feinschneidvorgang in Abhängigkeit von Material und Stärke die Geschwindigkeit definiert hat, so können heute im gleichen Krafthub unterschiedliche Geschwindigkeiten gefahren werden. Jeder Bearbeitungsschritt kann somit im Hub seine eigene, optimale Geschwindigkeit fahren.

So kann für Schneiden die ideale Schneidgeschwindigkeit, für Prägen die ideale Prägegeschwindigkeit, für Biegen die passende Biegegeschwindigkeit gewählt werden und so weiter. Das bedeutet, dass beispielsweise im gleichen Hub zunächst mit Biegegeschwindigkeit gebogen, dann mit Schneidgeschwindigkeit geschnitten und schließlich mit Prägegeschwindigkeit geprägt wird.

Feinschneidtechnik für komplexe Bauteile

Vor allem für komplexere Teile mit Prägungen und Umformungen, die auf mehrstufigen Folgeverbund-Werkzeugen gefertigt werden, eignet sich die Feinschneidtechnik besonders gut. So lassen ich beispielsweise Belagsträger für PKW-Bremsen, Getriebehebel, Verzahnungsteile oder ähnliche Bauteile mit der Servotechnologie sehr wirtschaftlich feinschneiden. Auch Kleinteile können wegen der besseren Verschachtelungsmöglichkeiten in Mehrfachwerkzeugen in großen Serien sehr effizient produziert werden. Viele Anwender fertigen beispielsweise Teile für Türschlösser, Sicherheitsgurte, Elektrowerkzeuge oder ähnliche Anwendungen.

Zusammenfassend äußern viele Anwender der neuen Xtra-Feinstanzpressen zur Servo-Technologie größte Zufriedenheit im Hinblick auf die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit, mit der sich Feinschneidteile nun fertigen lassen.

Die anfängliche Skepsis bis Ungläubigkeit über deutlich höhere Hubzahlen im Vergleich zu früher und bei gleichzeitig längeren Werkzeugstandzeiten ist oftmals echter Begeisterung über die Servotechnik gewichen. Das führt häufig zu weiteren Investitionen.

Philipp Kauth ist Verkaufsleiter der Heinrich Schmid, Maschinen- und Werkzeug-bau AG in Jona/Schweiz.

Philipp Kauth | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1489&pk=146311

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Leichtbau serientauglich machen
24.04.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Laserstrukturierung verbessert Haftung auf Metall und schont die Umwelt
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen