Spindeln mit Auslenkung zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Spindeln mit Auslenkung zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Spindeln mit Auslenkung von Mannesmann Demag sind speziell konzipiert für Roboterarbeitsplätze, die präzise, wiederholbare Bürstprozesse auf unterschiedlichen Werkstückgeometrien erfordern. Diese Spindeln verbinden gekapselte Antriebstechnik mit einem mechanischen Auslenkmechanismus, der definierte laterale und axiale Bewegungen zulässt. Typische Einsatzbereiche sind Entgratungen, Oberflächenbearbeitungen vor Lackierung, Schweißnahtnachbearbeitung und das Entfernen von Oxidschichten auf Stahl- und Edelstahlkomponenten.

Konstruktion und Werkstoffe

Gehäuse und Welle: Gehäuse und Welle bestehen bei Mannesmann Demag-Spindeln meist aus hochfestem Stahl (1.4301/1.4307 bei Edelstahloptionen) oder gehärtetem Werkzeugstahl für verschleißintensive Anwendungen. Bei korrosiven Umgebungen sind Versionen mit oberflächenveredelten Gehäusen (Nitridierung, Zink-Nickel-Plattierung) oder vollständig aus rostfreiem Edelstahl verfügbar. Die Wellen werden häufig geschliffen und laserbalanciert, um Vibrationen bei hohen Drehzahlen zu minimieren.

Lagerung: Doppeltreihige Präzisionskugellager oder Keramiklager sorgen für axiale und radiale Steifigkeit; kombinierte Axial-Radial-Lagerbildungen werden eingesetzt, wenn hohe Seitenkräfte durch den Bürstkontakt auftreten. Für Hochgeschwindigkeitsvarianten kommen hybridkeramische Lager zum Einsatz, die Temperatur- und Schmierstoffbeständigkeit verbessern.

Dichtung und Schutz: Spindeln mit Auslenkung sind häufig mit Mehrfachdichtungssystemen ausgestattet: externe Labyrinthdichtungen gegen grobe Partikel, kombinierten Radialwellendichtringen (NBR, FKM) und optionalen Schutzmanschetten aus Polyurethan oder PTFE für zusätzliche Abdichtung gegenüber Abrasivstoffen. Bei Nässe oder Kühlschmierstoff-Einsatz sind hermetisch gekapselte Varianten mit Sonderschmierung erhältlich.

Antrieb, Anschlüsse und Steuerung

Motorintegration: Die Spindeln werden als Direktantrieb oder über Winkelgetriebe geliefert. Direktantriebsspindeln verwenden bürstenlose DC- oder Synchron-Servomotoren mit Encoder für Drehzahl- und Lageregelung. Winkelgetriebelösungen nutzen Planeten- oder Zahnradstufen, wenn der Roboterarm seitlich positioniert ist. Die Motorbefestigung entspricht gängigen Industriestandards (IEC, NEMA), um einfachen Austausch und Montage zu gewährleisten.

Elektrische Anschlüsse: Steckverbindungen sind in Schutzarten bis IP67 und IP69K verfügbar; optionale M12- oder M23-Steckverbinder für Signale und Energie ermöglichen schnelle Roboterwechsel. Schaltschrankschnittstellen unterstützen Standardprotokolle wie EtherCAT, PROFINET oder CANopen zur Integration in bestehende Steuerungsarchitekturen.

Sensorik: Integrierte Drehzahl- und Drehmomentüberwachung liefert Echtzeitdaten zur Prozessüberwachung. Viele Modelle bieten zusätzlich Positionserfassung des Auslenkmechanismus via magnetischer oder optischer Sensorik, um exakte Wiederholgenauigkeiten sicherzustellen.

Mechanik der Auslenkung und Einstellbarkeit

Auslenkprinzipien: Die Auslenkung erfolgt mechanisch über exzentrische Lager, gesteuerte Gabelarme oder hydraulisch/pneumatisch betätigte Kippmechaniken. Mechanische Exzenter sind besonders kompakt und robust; hydraulische Systeme erlauben feine Kraftsteuerung bei hohem Anpressdruck. Wählbar sind freie Auslenkungssysteme für automatische Kraftrückführung oder fest definierte Winkelstellungen für reproduzierbare Schleif- und Bürstvorgänge.

Einstellbereiche: Typische Auslenkbereiche liegen zwischen ±3° und ±15° oder lateral bis zu 10 mm bei spezialisierten Modellen. Feinjustage erfolgt über Skalierung am Gehäuse oder digital über die Robotersteuerung in Kombination mit Positionsfeedback.

Bürstenaufnahme, Spannsysteme und Schnittstellen

Aufnahmen: Standardaufnahmen umfassen HSK-, ISO- oder kundenspezifische Spannsysteme für Zylindrische Schaftbürsten, Tellerbürsten und Filamentbürsten mit Schaftdurchmessern von 6–32 mm. Schnellspannsysteme ermöglichen Werkzeugwechsel in Sekunden, wichtig bei Taktzeitkritischen Prozessen. Für abrasive Bürsten gibt es verstärkte Flanschadapter und keramische Einlagen zur Minimierung von Verschleiß.

Drehmoment- und Drehzahlprofile: Bürstprozesse erfordern oft moderate Drehzahlen mit hohem Drehmoment. Mannesmann Demag-Spindeln decken Bereiche von 500 bis 12.000 U/min ab, mit konfigurierbaren Drehmomentbegrenzungen und rampenförmigen Anlaufprofilen, um Werkstückverzug zu vermeiden. Torque-Sensing ermöglicht das automatische Abbremsen bei erhöhtem Widerstand, schützt Motor und Bürste.

Thermisches Management und Schmierung

Wärmeableitung: Hochdynamische Bürstprozesse erzeugen thermische Last; Spindeln sind mit Kühlrippen, inneren Ölzyklus-Systemen oder optionaler Flüssigkeitskühlung (Wasser/Glykol) erhältlich. Temperaturüberwachung per Thermistor oder PT100 lässt sich zur Prozessregelung und Zustandsüberwachung verwenden.

Schmiersysteme: Dauerfettfüllung mit Hochtemperaturfett ist Standard bei wartungsarmen Anwendungen. Für hohe Lastwechsel gibt es Zentral- oder External-Lube-Optionen mit Dosierpumpen, die Schmierintervalle automatisch regeln.

Integrations- und Sicherheitsaspekte

Mechanische Schnittstelle zum Roboter: Montageadapter sind auf Roboterflanschmaße abgestimmt, inklusive zentrierender Passstifte und drehmomentsteifer Schraubverbindung. Vibrationsgedämpfte Zwischenplatten reduzieren Schwingungsübertragung auf den Roboterarm.

Prozesssicherheit: Überlastschutz, Drehmomentschwellen und elektronische Überwachung ermöglichen automatische Fehlererkennung und sichere Abschaltung. Schutzabdeckungen und zugluftdichte Dichtungen minimieren Partikeleintrag in Bearbeitungszellen. Für Ex-Schutz-Bereiche sind Ausführungen mit ATEX-Kennzeichnung lieferbar.

Wartung, Lebensdauer und Austauschteile

Wartungskonzepte: Inspektionsempfehlungen umfassen Lagerkontrolle, Dichtungsprüfung und Bürstenverschleißmessung in definierten Intervallen abhängig von Betriebsstunden und Belastung. Austausch-Kits mit Lager- und Dichtungssets reduzieren Stillstandzeiten. Ersatzteilnummern und Wartungspläne sind dokumentiert und unterstützen standortspezifische Instandhaltung.

Praxisbeispiele

Beispiel 1 — Nahtbearbeitung am Schweißbaugruppe: Ein siebenachsiger Roboter führt mit einer Mannesmann Demag-Spindel mit ±8° Auslenkung entlang der Schweißnaht. Die Spindel arbeitet mit einer Filamentbürste (Schaft 12 mm), Drehzahl 1.800 U/min und konstantem Anpressdruck 15 N, gemessen über integriertes Drehmomentfeedback. Die automatische Korrektur der Auslenkung durch Sensorfeedback kompensiert leichte Varianten in der Schweißnahtführung, resultierend in gleichmäßiger Kantenentgratung ohne Materialabtrag über Toleranz.

Beispiel 2 — Entgraten von Stanzteilen in hoher Taktzahl: In einer Linienintegration ist eine Spindel mit hydraulischer Auslenkung installiert, um unterschiedliche Werkstückdicken auszugleichen. Die hydraulische Regelung passt den Anpressdruck in Echtzeit an, während ein M12-Signal die Start/Stopp-Sequenz zur Robotersteuerung synchronisiert. Ergebnis: konstante Entgratungsqualität bei Zykluszeiten unter 25 Sekunden pro Bauteil.

Beispiel 3 — Oberflächenvorbereitung vor Lackauftrag: Eine Edelstahlkomponente wird mit einer Tellerbürste bearbeitet. Die Spindel verfügt über wasserbeständige Dichtungen und stabile Edelstahlgehäuse. Temperaturüberwachung sorgt für gleichbleibende Oberflächenenergie, wodurch Lackhaftung verbessert wird. Prozessdaten werden über EtherCAT an das MES übertragen und dokumentiert.

Warum Mannesmann Demag Spindeln wählen

Mannesmann Demag bietet modulare Spindelkonzepte mit variablen Auslenkungssystemen, robusten Werkstoffoptionen und umfassender Steuerungsintegration. Für industrielle Roboterzellen sind diese Spindeln auf maximale Prozessstabilität, einfache Montage und geringe Ausfallzeiten optimiert. Detaillierte technische Spezifikationen und Anwendungsberichte finden Sie unter https://maku-industrie.de/technik und konkrete Einsatzfälle unter https://maku-industrie.de/anwendungsbeispiele.

Key-Parameter zur Auswahl: 

• Werkstoff und Schutzart
• Lagerausführung
• Auslenkbereich
• Anschlussarten
• Drehmoment- und Drehzahlanforderungen

Häufig gestellte Fragen