Spindeln mit Auslenkung zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Spindeln mit Auslenkung zum Bürsten von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Roboterspindeln mit Auslenkung von Mannesmann Demag sind speziell für automatisierte Bürstprozesse an Fertigungs- und Montageplätzen konzipiert. Sie kombinieren eine kompakte Bauweise mit präziser Exzenterbewegung, die kontrollierte Bahnen und reproduzierbare Anpresskräfte erlaubt. Für den Einsatz in Roboterzellen sind Wellenform, Lagerung, Montageflansch und Anschlussvarianten entscheidend, damit sich die Spindel sicher in die Kinematik des Roboters integrieren lässt und die Bürstköpfe effektiv geführt werden.

Kernfunktion und Wirkprinzip

Die Auslenkung erfolgt bei diesen Spindeln über exzentrisch gelagerte Spindelköpfe oder integrierte Pleuel, die in einem definierten Hub die Bürste lateral oder radial bewegen. Das ermöglicht sowohl lineare Bürstbewegungen als auch rotierende Überlagerungen für komplexe Oberflächenbearbeitungen. Durch die Kombination von Wicklungsanordnung, Lagerdruck und Auslenkmechanik lässt sich die Kontaktkraft pro Bürstenfaser exakt vorgeben, was besonders bei Beschichtungen, Entgratungen oder Oberflächenfinish relevant ist.

Materialien, Dichtungen und Schutzarten

Mannesmann Demag bietet Spindeln in unterschiedlichen Werkstoffausführungen an: Gehäuse aus Aluminiumdruckguss für geringes Gewicht und gute Wärmeableitung, Stahlgehäuse für maximale Steifigkeit und Edelstahlvarianten für Korrosionsbeständigkeit in Nass- oder chemisch aggressiven Umgebungen. Lagerkomponenten sind typischerweise aus vergütetem Wälzlagerstahl; Sonderlager mit Keramikbeschichtung reduzieren Abrieb und verlängern Lebensdauer bei hoher Einsatzzeit.

Die Abdichtung erfolgt über mehrstufige Dichtungskonzepte: Labyrintdichtungen in Verbindung mit Radialwellendichtringen (NBR oder FKM) und optionalen Schutzglocken für abrasive Umgebung. Spindeln mit IP-Klassifikation bis IP67 sind verfügbar, wichtig bei Nassprozessen oder Spritzwasser. Bei Anwendungen mit Kühlmittel oder Emulsionen empfiehlt sich die Edelstahl-Ausführung mit FKM-Dichtungen und zusätzlichen Überdruckventilen, um Eindringen von Partikeln und Flüssigkeiten zuverlässig zu verhindern.

Bauformen, Anschlüsse und Schnittstellen

Mannesmann Demag Spindeln bieten unterschiedliche Anschlussoptionen: standardisierte HSK- oder ISO-Schnittstellen für Werkzeugwechsel, kundenspezifische Schnellkupplungen für elektrische und pneumatische Leitungen sowie integrierte Drehdurchführungen für Medienzufuhr in drehende Bürstköpfe. Elektrische Varianten sind mit bürstenlosen Motoren (BLDC) oder kollisionsfesten Kollektormotoren erhältlich; Steuerungssignale erfolgen über SSI, EnDat oder einfache PWM-Ansteuerung. Mechanische Aufnahmeflächen sind in Varianten mit und ohne Planflansch lieferbar, um direkt an Roboterhandgelenken oder Zwischenflanschen montiert zu werden.

Leistung, Drehmoment und Frequenz der Auslenkung

Für Bürstaufgaben sind Frequenz, Hub und Anpresskraft die entscheidenden Parameter. Mannesmann Demag bietet Spindeln mit Auslenkungshüben von wenigen 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern und Schwingfrequenzen von einigen Hertz bis in den Kilohertz-Bereich. Höhere Frequenzen eignen sich für feine Oberflächenbearbeitung und glatte Finishes, während größere Hübe für starkes Entgraten oder das Entfernen von Lotresten erforderlich sind. Drehmomentangaben und Leistungsaufnahme müssen in der Roboterkinematik berücksichtigt werden, da Auslenkungskräfte auf Achsenmomente wirken können. Die Spindelkennwerte (Leistung, Nennmoment, max. Last) sind in der technischen Dokumentation angegeben und müssen mit Robotercontroller und Energieversorgung abgestimmt werden.

Integration in Roboterzellen und Steuerung

Die Integration umfasst mechanische Befestigung, Energieversorgung (elektrisch, pneumatisch, ggf. hydraulisch) und Signalvernetzung. Für reproduzierbare Bürstpfade ist eine enge Verzahnung zwischen Spindelsteuerung und Robotersteuerung nötig: Kraftmessung, Wegkompensation und Echtzeitregelung der Auslenkung erhöhen Prozessstabilität. Mannesmann Demag Spindeln lassen sich über standardisierte Feldbusse oder digitale IOs an Robotersteuerungen anbinden und unterstützen Echtzeitparameter wie Drehzahlsoll, Hubweite und Phasenlage. Für kollaborative Anwendungen sind Kraftbegrenzungen und softwareseitige Collision-Detection-Parameter zu konfigurieren.

Wirtschaftlichkeit, Lebensdauer und Wartung

Die Betriebskosten hängen von Lagerqualität, Dichtungssystem und Wartungszyklen ab. Spindeln mit höherwertigen Lagern und zusätzlichen Schmutzschutzmaßnahmen zeigen längere intervallfreie Einsatzzeiten. Servicefreundliche Bauweisen mit austauschbaren Lagerkassetten und modularen Bürstenadaptern reduzieren Stillstandszeiten. Wartungsmaßnahmen umfassen regelmäßige Schmierintervalle, Überprüfung der Dichtungen und Kontrolle auf Axialspiel; dokumentierte Prüfintervalle anhand von Betriebsstunden und Lastzyklen sind Bestandteil der technischen Spezifikation.

Anpassungsmöglichkeiten und Sonderausführungen

Kundenanpassungen umfassen geänderte Flanschmaße, spezielle Werkstoffe für Hochtemperatur- oder Reinraumumgebungen, integrierte Sensorik zur Lage- und Kraftüberwachung sowie modifizierte Bürstenaufnahmen für verschiedenste Bürsttypen (Draht, Filament, Scotch-Brite®-Äquivalente). Für explosionsgefährdete Bereiche (ATEX) sind geeignete Konfigurationen möglich, inkl. antistatischer Materialien und zertifizierter Motoren. Bei Bedarf kann eine hybride Lösung mit kombinierter Rotation und Auslenkung realisiert werden, um komplexe Oberflächengeometrien effizient zu bearbeiten.

Praxisbeispiele

Praxisbeispiel 1 – Entgraten von CNC-Frästeilen: Roboter führt Werkstück in Spindelzone, Spindel aktiviert exzentrische Auslenkung mit 0,8 mm Hub bei 50 Hz; Bürste aus Edelstahl-Monofilament entfernt Grat an Kanten, Anpresskraft über Kraftsensor auf 10 N limitiert, Aktionszeit 1,2 s pro Bauteil, Spindelanschluss HSK für schnelle Montagewechsel.

Praxisbeispiel 2 – Oberflächenfinish bei Leitungshalterungen: In einer Taktstraße übernimmt Roboter die Bauteilzuführung, Edelstahlgehäuse-Spindel mit FKM-Dichtungen arbeitet im Nassprozess; Hub 0,2 mm bei 500 Hz, Bürsten aus Nylon zur Vermeidung von Kratzern, Mediumzufuhr über integrierte Drehdurchführung, dabei automatische Reinigung der Bürsten durch Spülzyklus nach 2000 Teilen.

Praxisbeispiel 3 – Vorbehandlung vor Klebeprozess: Roboter bearbeitet Kontaktflächen mit rotierender Überlagerungsauslenkung, kontrollierte Rauheitserhöhung durch kombinierte Rotation und lateralem Hub, Parametersatz wird über EnDat an die Robotersteuerung übergeben, Qualitätssicherung durch inline Rauheitsmessung und Rückführung der Messdaten an Prozessleitsystem.

Auswahlkriterien: 

• Hub & Frequenz
• Material & Dichtungsart
• Anschluss & Steuerbarkeit
• Schutzklasse & Wartungsfreundlichkeit
• Sonderausstattung (Sensorik, ATEX, Medientransfer)

Sicherheits- und Qualitätsaspekte

Bei Integration in Roboterzellen sind sicherheitstechnische Maßnahmen wie Schutzabschaltungen, zughängige Not-Aus-Funktionen und Überprüfung der Kollisionssicherheit obligatorisch. Qualitätsprüfung umfasst Messprotokolle für Rundlauf, Auslenkpräzision und Kraftkonstanz. Serienmessungen während der Produktion sichern Prozessparameter und ermöglichen Trendanalysen zur frühzeitigen Erkennung von Verschleiß. Für dokumentierte Lieferketten und Rückverfolgbarkeit liefert Mannesmann Demag auf Wunsch Werkstoffzertifikate und Prüfdaten.

Weiterführende technische Informationen zu Schnittstellen und Roboterintegration sowie Beispiele aus der Praxis finden Sie unter Technik und Anwendungsbeispiele.

Häufig gestellte Fragen