Modulares Pressensystem

Technik/Pressen

Zusammen mit der BTU Cottbus, gefördert durch die AiF ›Otto von Guericke‹, entwickelt Promess ein modulares Pressensystem mit Servospindelantrieben. Damit können Schneid-, Umform- und Fügeoperationen ausgeführt werden.

01. Oktober 2012

Ein starker Trend zu höheren Bauteilkomplexitäten, eine zunehmende Variantenvielfalt bei gleichzeitig verkürzten Produktlebenszyklen und neue Werkstoffe erfordern daran angepasste Lösungen in der Stanz- und Umformtechnik. Das modulare Pressenkonzept von Promess eröffnet hier eine Reihe von Vorteilen. Es bietet prozessangepasste Hubverläufe, eine verbesserte Prozessüberwachung und -steuerung und eine Verkürzung von Zykluszeiten durch verbesserte Dynamik. Hieraus resultiert eine Erhöhung der Flexibilität sowie oft eine Erweiterung von Prozessgrenzen und eine Steigerung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit. Die größten Vorteile gegenüber bisherigen Systemen können bei komplizierten Aufgaben und komplexen Bauteilgeometrien generiert werden.

Technologisch stehen die für das Schneiden und Umformen optimalen Prozessparameter im Widerspruch zueinander, sodass eine Entkopplung von Prozessen oft zu großen Vorteilen führt. Hierdurch können sowohl die Bauteilkomplexität als auch die Bauteilqualität (etwa die Schnittkanten) gesteigert werden. In einem Folgeverbundwerkzeug steht dem Anwender lediglich eine spezifische Hubcharakteristik zur Verfügung, sodass letztlich die Operation und das Werkzeug an die Maschine angepasst werden müssen. Eine Kraftüberwachung kritischer Prozesse kann nur durch eine komplizierte und kostenintensive Integration von Messtechnik in das jeweilige Werkzeug realisiert werden. Das modulare Pressensystem hingegen ermöglicht standardmäßig die Kraft-Weg-Überwachung jedes einzelnen Moduls. Stempelbrüche etwa werden so sofort erkannt.

In mechanischen Pressen tritt generell das Problem auf, dass die Hubcharakteristik der jeweiligen Maschine fest vorgegeben ist und nur in sehr engen Grenzen beeinflusst werden kann. Hier erfordern komplexe technische Anforderungen einen enorm hohen Werkzeugaufwand. Aufgrund frei programmierbarer Achsen ist der Anwender mit Hilfe von Servospindelpressen in der Lage, jeden Prozess individuell an dessen Bedürfnisse (Kraft, Weg, Geschwindigkeit) anzupassen sowie effektiv zu steuern und zu überwachen. Im Gegensatz zu mechanischen Exzenterpressen steht hier, wie bei hydraulischen Pressen, die Nennpresskraft über den gesamten Hub zur Verfügung. Zusätzlich können hohe Geschwindigkeiten und sehr hohe Genauigkeiten erreicht werden. Der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand ist hingegen gering. Die Servospindelpressen vereinen demnach sämtliche Vorteile mechanischer und hydraulischer Pressen.

Ein Nachteil sind die bislang noch beschränkten Kräfte, wenn gleichzeitig hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen gefordert sind. Dem kann jedoch durch die Aufteilung der Gesamtkraft auf mehrere Achsen und eine entsprechende modulare Verkettung der Einzelpressen entgegengewirkt werden. Durch die Möglichkeit der Synchronisation mehrerer hintereinander angeordneter Achsen kann die Nennkraft einer Stufe entsprechend erhöht und somit das Teilespektrum erweitert werden.

Ferner können im Bedarfsfall auch mehrere Operationen in einem Stufenwerkzeug zusammengefasst werden. Dies ist bauteil- und prozessabhängig und von Konstruktion und Methodenplanung individuell zu entscheiden.

Durch die Synchronisation aller vorhandenen Achsen können auch weiterhin Folgeverbundwerkzeuge verwendet werden. Das mehrachsige Konzept führt zu einer Reduzierung von Massenträgheiten und somit zu einer Verbesserungen der dynamischen Eigenschaften des Gesamtsystems. Im Hinblick auf zunehmende Bauteilkomplexität und die immer häufigere Forderung nach Komplettbearbeitung eröffnet es außerdem große Kosteneinsparpotenziale.

Aufgrund verschärfter Wettbewerbsbedingungen und steigender Energiepreise wird das Thema Energieeffizienz für die Auslegung und Beschaffung von Maschinen und Anlagen immer wichtiger.

Vorteil Energieeffizienz

Die Wirkungsgrade elektromechanischer Systeme liegen, je nach Applikation, im Bereich von mindestens 85 Prozent. Energierückspeisung und Zwischenspeicherung sind in der Servotechnik bereits heute Stand der Technik. Im Vergleich vor allem mit der Hydraulik und der in der Fügetechnik stark verbreiteten Pneumatik ist die Energiebilanz elektromechanischer Systeme konkurrenzlos. Deshalb können, je nach Anwendungsfall, laut BTU bis zu 95 Prozent der Energiekosten eingespart werden.

Basierend auf dem aktuellen Produktspektrum für Füge- und Montagetechnik soll die Presskraft eines Moduls zwischen 5 und 300 kN betragen. Damit kann bei entsprechender Achsenanzahl ein beachtliches Produktspektrum abgedeckt werden. So lassen sich mit dem modularen Pressensystem sowohl Kleinstteile aus der Mikro- und Feinwerktechnik als auch mittelgroße Bauteile für die Automobilindustrie und andere Branchen mit hoher Produktivität und Qualität fertigen. Weitere Vorteile sollen durch eine hohe Benutzerfreundlichkeit und geringen Platzbedarf erzielt werden.

Euroblech Halle 11, Stand E14

Erschienen in Ausgabe: 06/2012