Spindeln zum Entgraten und Fräsen von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Spindeln zum Entgraten und Fräsen von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Roboterspindeln von Mannesmann Demag sind ausgelegt für kontinuierliche, prozesssichere Bearbeitung an Roboterarbeitsplätzen. Sie kombinieren kompakte Bauformen, hohe Leistungsdichte und robuste Lagerung, um beim Entgraten und Fräsen reproduzierbare Vorschub- und Drehmomentbedingungen zu gewährleisten. Entscheidend sind die Abstimmung von Leistungs- und Drehzahlbereichen auf das Werkstoffspektrum, die Kühlkonzeption und die Schnittstellen für Werkzeugaufnahme und Robotermontage.
Anwendungsprofil und Einsatzbereiche
Im Entgraten werden Spindeln meist für spanende Kantenbearbeitung, Verrunden von Stanz- und Schweißkanten sowie Entfernen von Grat bei Guss- oder Schmiedeteilen eingesetzt. Beim Fräsen kommen sie für Konturfräsungen, Nuten und Feinbearbeitung von Anschlussflächen zum Einsatz. Typische Werkstoffe sind Aluminiumlegierungen, Stahl (bis hin zu gehärteten Bereichen mit passender Werkzeugwahl), Kunststoff, Messing und Gusswerkstoffe. Für jedes Material sind passende Drehzahlen, Vorschub und Schneidengeometrien zu wählen; Mannesmann Demag-Spindeln bieten dafür ein variables Leistungsband sowie Optionen zur Anpassung der Werkzeugaufnahme.
Die Integration an kollaborierende oder Industrieroboter erfordert neben mechanischer Befestigung eine abgestimmte Leistungsversorgung sowie Überwachungssignale für Drehzahl, Temperatur und Zustand der Lagerung. Standardisierte Flansch- und Adapterlösungen erleichtern die Montage und minimieren Stillstandzeiten durch schnellen Spindelwechsel.
Konstruktion, Bauformen und Werkzeugaufnahmen
Spindeln für Entgraten und Fräsen gibt es in unterschiedlichen Bauformen: schlanke Direktspindeln für hohe Drehzahlen, kraftvolle Winkelspindeln für enge Bauteile und kompakte Inline-Spindeln mit hoher Biegesteifigkeit. Werkzeugaufnahmen reichen von ER-Spannzangen für flexible Einsatzgebiete über HSK- und SK-Schnittstellen für höhere Präzision bis zu kundenspezifischen Schnellwechselkupplungen für automatisierte Werkzeugwechsel. Die Wahl der Aufnahme beeinflusst Rundlaufgenauigkeit, Wechselzeit und zulässige Werkzeugdurchmesser.
Für Roboteranwendungen sind die Flanschmaße, Massenträgheit und Schwerpunktslage relevant, da sie die Dynamik der Roboterachse beeinflussen. Mannesmann Demag-Spindeln bieten typischerweise standardisierte Roboterflansche und optionale Ausgleichseinheiten, um das Moment optimal zu verteilen. Achten Sie bei Auswahl auf die zulässige Axial- und Radialkraft der Spindel
Antrieb, Leistung und Drehzahl
Die Auswahl erfolgt nach Schnittparameterbedarf: Entgraten erfordert häufig hohe Schnittgeschwindigkeiten und moderate Drehmomente, während Fräsen im tieferen Eingriff mehr Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen benötigt. Mannesmann Demag liefert luft- oder flüssigkeitsgekühlte Spindeln mit Leistungsklassen von kleineren 0,5–2 kW-Einheiten bis hin zu Mehrkilowatt-Spindeln. Luftgekühlte Varianten sind wartungsärmer und leichter, wassergeregelte Spindeln bieten konstantere thermische Verhältnisse bei hohen Leistungsdichten.
Elektrische Ansteuerung erfolgt über Frequenzumrichter oder integrierte Spindelcontroller mit Feldbus-Schnittstellen. Für präzise Vorschub-/Drehzahlregelung sind Rückführungen über Encoder oder Resolver möglich; manche Modelle bieten integrierte Drehzahl- und Temperaturmessung zur Prozessüberwachung.
Lagerung, Lebensdauer und Schwingungsverhalten
Die Lagerung entscheidet über Rundlaufgenauigkeit und Standzeit. Hochpräzise Angular-Contact- oder Zylinderrollenlager werden dort eingesetzt, wo axiale und radiale Lasten kombiniert auftreten. Für harte Fräsanwendungen sind verstärkte Lagerungen mit größerer Vorspannung und thermischer Entkopplung zu bevorzugen. Kritische Parameter sind Lagerschmierung (fett- oder ölgeschmiert), Dichtungsaufbau zur Partikelabwehr und Lagerüberwachungssensorik. Mannesmann Demag-Spindeln lassen sich häufig mit Sensorpaketen zur Lagerzustandserkennung nachrüsten.
Dichtungen, Schutzarten und Kühlung
Roboterarbeitsplätze sind oft staubbelastet oder mit Kühlschmierstoffen betrieben. Daher sind Spindeln mit geeigneten Dichtungen und IP-Schutzklassen erforderlich. Labyrinth- und Lip-Dichtungen in Kombination mit axialen Schutzscheiben verhindern Eindringen von Partikeln. Bei Nassanwendungen sind zusätzlich korrosionsbeständige Werkstoffe und beschichtete Lager notwendig. Die Kühlung kann extern über KSS-Ringleitungen erfolgen oder intern durch geschlossene Wasserkreisläufe. Achten Sie auf die Angabe der zulässigen KSS-Temperatur und Materialverträglichkeit.
Elektrische Anschlüsse, Sensorik und Schnittstellen
Für den Robotereinsatz sind kompakte, robuste Steckverbindungen für Stromversorgung, Encoder und Sensorik unabdingbar. Mannesmann Demag bietet Varianten mit integrierter Kabeldurchführung und schirmbaren Leitungen zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen. Feldbus- oder Ethernet-basierte Schnittstellen ermöglichen die Einbindung in SPS- oder Robotersteuerungen. Integrierte Drehzahlsensoren, Temperaturfühler und Überdrehzahlschutz erhöhen die Prozesssicherheit und vereinfachen Diagnose.
Prozessintegration und Automation
Ein erfolgreicher Einsatz erfordert abgestimmte Prozessparameter, geeignete Spannkonzepte und sichere Taktzyklen. Die Spindel muss mit dem Roboterbewegungsprofil, Kraft- und Drehmomentsteuerung sowie gegebenenfalls mit einer Sensorik für Kanten- oder Kantenerkennung vernetzt werden. Für automatisierte Qualitätskontrolle werden oft Inline-Messzyklen nach definierten Fräs- oder Entgratzyklen implementiert. Mannesmann Demag-Spindeln lassen sich in Automatisierungszellen mit Werkzeugwechselsystemen und Werkstückspannvorrichtungen koppeln.
Praxisbeispiele
Praxisbeispiel 1 — Entgraten von gestanzten Stahlblechkanten: Eine inline montierte Direktspindel mit ER32-Aufnahme (10.000–20.000 rpm), luftgekühlt, mit superstabiler Lagerung, wird an einem sechachsigen Roboter flankiert. Die Spindel arbeitet mit einem Diamantbeschichteten Entgratfräser Ø 8 mm. Robotikpfad und Spindeldrehzahl sind so abgestimmt, dass die Schnittgeschwindigkeit 200–300 m/min erreicht wird, der Roboter führt minimalinvasive Konturkorrekturen aus. Ein Temperaturfühler an der Spindel liefert Grenzwerte an die Steuerung; bei Überschreitung reduziert die SPS die Belastung und meldet Wartungsbedarf.
Praxisbeispiel 2 — Feinfräsen von Aluminiumgehäusen: Eine kompakte wassergekühlte Spindel mit HSK25-Aufnahme (30.000–60.000 rpm) wird eingesetzt, um Dichtflächen und Gewindebohrungen fertigzustellen. Die hohe Drehzahl erlaubt feine Schnitte mit kleinen Werkzeugdurchmessern, die Wasserkühlung stabilisiert die Wärmebilanz und verhindert Ausdehnungen. Werkzeugwechsel erfolgt über ein Werkzeugmagazin; die Spindel liefert Rückmeldungen über Rundlaufabweichungen, was automatische Nacharbeitsschleifen auslöst, falls Toleranzen überschritten werden.
Praxisbeispiel 3 — Entgraten von Gussbauteilen: Winkelspindel mit robustem Lagerpaket und verstärkter Dichtung wird an einen Roboterarm montiert. Werkstückspannung erfolgt über ein Vakuumspannsystem, die Spindel nutzt korrosionsbeständige Materialien und spezielle KSS-dichte Dichtungen. Aufgrund der abrasiven Gussoberfläche werden Werkzeuge mit CVD-beschichteten Schneidkanten eingesetzt; die Spindelüberwachung erkennt erhöhte Stromaufnahme und initiiert Werkzeugwechsel.
Auswahlkriterien und Entscheidungsparameter
Die Auswahl einer passenden Mannesmann Demag-Spindel basiert auf mehreren technischen Kriterien:
- Werkstoff und Schnittbedingungen (Drehzahl, Drehmoment, Werkzeugdurchmesser)
- Bauform und Montageschnittstelle (Flanschabmessungen, Massenträgheit)
- Kühlungsanforderung (Luft vs. Flüssigkeit) und Schutzart (IP-Klassen)
- Werkzeugaufnahme und Wechselzeit (ER, HSK, Schnellwechsel)
- Sensorausstattung für Drehzahl, Temperatur und Lagerzustand sowie Schnittstellen zur Steuerung
Treffen Sie die Auswahl nach Prozessanforderungen statt nach Einzelparametern; berücksichtigen Sie Roboterkinematik, Taktzeiten und Wartungskonzept.
Installation, Inbetriebnahme und Wartung
Vor Installation sind Flansch- und Achsabstände zu prüfen, elektromechanische Anschlüsse zu kodieren und Kühlmittelkreisläufe zu dimensionieren. Eine korrekte Ausrichtung reduziert Vibrationen und erhöht Standzeiten. Wartungsarbeiten umfassen regelmäßige Kontrolle der Dichtungen, Schmierzustand der Lager, Überprüfung der Werkzeugaufnahmen auf Rundlauf sowie Messung der Spindeltemperatur. Predictive-Maintenance-Konzepte nutzen Vibrations- und Temperaturdaten zur frühzeitigen Diagnose. Ersatzteilversorgung für Lager und Dichtungen beschleunigt Reparaturen.
Sicherheits- und Normanforderungen
Berücksichtigen Sie die einschlägigen Maschinenrichtlinien, elektrische Normen und Schutzanforderungen für automatische Zellen. Schutzabdeckungen, Not-Aus-Schnittstellen und sichere Verriegelungen sind Pflicht. Bei integrierten Kühlmittelanbindungen ist auf Druck- und Rückflussventile zu achten, um Leckagen zu verhindern.
Weitere technische Informationen und Spezifikationen zu Spindeln und Anwendungsfällen finden Sie auf unserer Technikseite: https://maku-industrie.de/technik und unter Praxisbeispielen: https://maku-industrie.de/anwendungsbeispiele.
FAQs
1. Welche Spindel ist für das Entgraten von Stahlblech mit Robotern geeignet?
Für Stahlblech empfehlen sich Spindeln mit moderatem Drehzahlbereich und höherem Drehmoment, verstärkter Lagerung und Schutzdichtungen gegen Partikeleindringung. Luftgekühlte Direktspindeln sind oft ausreichend, bei hoher Leistungsdichte ist eine flüssigkeitsgekühlte Variante zu bevorzugen.
2. Wie wichtig ist die Werkzeugaufnahme bei Roboter-Spindeln?
Sie ist entscheidend für Rundlaufgenauigkeit, Wechselzeit und zulässige Werkzeugdurchmesser. HSK-Aufnahmen bieten höhere Steifigkeit und Wiederholgenauigkeit, ER-Spannzangen maximale Flexibilität für kleinere Werkzeuge.
3. Welche Wartungsmaßnahmen verlängern die Lebensdauer der Spindel?
Regelmäßige Kontrolle der Dichtungen, Schmierzustand und Rundlaufmessungen, Temperaturüberwachung, rechtzeitiger Austausch verschlissener Lager sowie die Nutzung von Sensorik zur Frühdiagnose verlängern Standzeiten und reduzieren ungeplante Ausfälle.
