18. JUNI 2018

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Effizient mit elektromechanischen Fügemodulen


Die zunehmende Automatisierung und Flexibilisierung der Produktion macht auch vor einfachen Vorgängen wie dem Fügen und Einpressen nicht halt: Mit seinen elektromechanischen Fügesystemen bietet Kistler Lösungen, die in Sachen Prozess- und Ressourceneffizienz die Nase vorn haben.

Ein unverzichtbarer Bestandteil automatisierter Fertigungslinien sind Fügesysteme, die Bauteile durch Einpressen kraft- und formschlüssig und dauerhaft miteinander verbinden. In der Automobilindustrie und bei ihren Zulieferern wird das Einpressen in verschiedenen Bereichen verwendet, etwa bei der Motor- und Getriebemontage, der Lenkungsmontage sowie der Fertigung von Benzin- und Dieselpumpen.
 
Wirtschaftliche Alternative
Auch bei der Fahrwerk- und Achsmontage sind Einpressvorgänge Standard, so zum Beispiel bei der Produktion von Radträgern. Das ist der Teil des Fahrgestells, der das Rad eines Kraftfahrzeugs und dessen Nabe aufnimmt – dort sind verschiedene Lager einzupressen. Solche Aufgaben wurden je nach Kraftaufwand häufig mit fluidtechnischen Systemen gelöst. Bis vor 20 Jahren setzten Maschinenbauer dazu fast ausschließlich pneumatische, pneumohydraulische oder hydraulische Antriebszylinder ein.

Im Zuge der Flexibilisierung und der Forderung nach höherer Energieeffizienz stoßen sie jedoch an ihre Grenzen: Der Wirkungsgrad ist niedrig – bei Pneumatik teilweise unter zehn Prozent –, Wartung und Instandhaltung sind vergleichsweise aufwendig. Elektromechanische NC-Fügesysteme von Kistler sind eine wirtschaftliche Alternative. Sie tragen unter anderem dazu bei, die Energiekosten zu verringern und die Anlagenauslastung zu steigern.

Schneller, präziser und nachhaltiger
Kistler bietet für den Kraftbereich bis 300 Kilonewton ein umfassendes Portfolio an – vom kompakten und standardisierten Einzelmodul bis zur Sonderanfertigung. Der Kunde hat zunächst die Wahl zwischen sechs verschiedenen Baureihen, die spezielle Anforderungen bedienen, zum Beispiel enge Montageverhältnisse, einen besonders weiten Messbereich oder Fügevorgänge mit Rotationsbewegung.

Für Letztere ist das Modul ›NCFR‹ mit jeweils zwei Hohlwellenmotoren ausgestattet, die eine vom Pressvorgang unabhängige Drehbewegung ermöglichen und optional mit Drehmomentsensor geliefert werden können. Jedes NC-Fügesystem hat eine integrierte Kraftregelung per Maxymos NC, die die Applikationsvielfalt auf einer Maschine erhöht. So können zum Beispiel Setzverhalten konstant nachgeführt werden.

Die aktive Stauchungskompensation kompensiert die Aufbiegung des Gestells und die Stauchung des Bauteils, sodass die Positioniergenauigkeit nicht mehr kraftabhängig ist. Auch in Sachen Wartung können die elektromechanischen Systeme überzeugen: Über einfach zugängliche Schmieranschlüsse ist eine Schmierung einmal pro Jahr oder alle 1.000.000 Zyklen in vielen Fällen ausreichend.

Das elektromechanische System hat folgende Vorteile
- Flexibilität bei der Fertigung durch gezielte Kraftanpassung
- Hohe Wiederholgenauigkeit und Prozesseffizienz
- Laufende Prozessüberwachung und Rückführbarkeit
- Hoher Wirkungsgrad und geringer Energieverbrauch
- Geringe Wartungs- und Folgekosten, keine Leckagegefahr

Je nach Applikation können sich NC-Fügesysteme nach weniger als zwei Jahren amortisieren, wenn man die Gesamtkosten über die Lebensdauer betrachtet. Großen Anteil daran haben niedrigere Energiekosten: Wie eine im Mai 2012 veröffentlichte Studie der Universität Kassel zeigte, verbrauchen elektrische Zylinder 77 Prozent weniger Energie als hydraulische und 90 Prozent weniger als pneumatische.

Elektromechanischen Fügesystemen gehört die Zukunft
Damit Hersteller die Potenziale voll ausschöpfen können, sind die elektromechanischen NC-Fügesysteme von Kistler mit integrierter Kraftsensorik und einer leistungsfähigen Kraft-Weg-Auswertung ausgestattet: Das Maxymos NC überwacht und steuert den gesamten Fügeprozess.

Anhand der XY-Verläufe von Kraft und Weg kann die Qualität während des Einpressvorgangs überwacht und – dank Anbindung über Sercos III – in Echtzeit gesteuert werden. Damit lassen sich Zykluszeiten optimieren, Stillstandszeiten verhindern und die Maschinenproduk-tivität wesentlich erhöhen.

Die Automobilindustrie macht es vor: Durch den Einsatz elektromechanischer Fügesysteme lässt sich die automatisierte Fertigung nachhaltig optimieren. Eine 100-prozentige Qualitätssicherung minimiert Fehlteile; Zykluszeiten können gesenkt werden, was wiederum die Produktivität steigert. Gleichzeitig sinken langfristig die Betriebskosten, nicht zuletzt durch den geringen Instandhaltungsaufwand.
 
Mit der steigenden Vernetzung der Produktion gewinnen die Lösungen von Kistler zusätzlich an Attraktivität, wenn es darum geht, nicht nur verschiedene Fertigungsschritte auf einer Maschine auszuführen, sondern auch mehrere Fügemodule in komplexe Linien zu integrieren und sie sicher und komfortabel zu steuern.

Datum:
20.09.2017
Unternehmen:

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