Spindeln zum Feilen von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Spindeln zum Feilen von Mannesmann Demag für Ihren Roboter
Roboterspindeln von Mannesmann Demag sind speziell für automatisierte Feilprozesse an Fertigungslinien und Roboterarbeitsplätzen konzipiert. Sie kombinieren hohe Drehzahlpräzision, robuste Lagerung und passgenaue Schnittstellen für Roboterflansche, um konstante Oberflächenqualität und reproduzierbare Taktzeiten sicherzustellen. Die Auswahl der richtigen Spindel beeinflusst maßgeblich Rauhtiefe, Bauteilgeometrie, Werkzeugstandzeit und damit die gesamte Prozesskostenrechnung.
Aufbau, Materialien und Bauformen
Typische Mannesmann Demag-Feilspindeln bestehen aus wärmebehandeltem, feinkörnigem Werkzeugstahl oder gehärteten Wälzlagern in einem festen Spindelgehäuse aus Aluminium oder Stahl, abhängig von der Wärmeableitung und Schwingungsdämpfung. Die Spannhülsen und Aufnahmen sind häufig aus gehärtetem Stahl oder Sintermetall gefertigt, um Verschleiß bei wiederholtem Werkzeugwechsel zu minimieren. Zur Wahl stehen kompakte Inline-Bauformen für enge Einbauten, Winkelköpfe für schwer zugängliche Konturen und leichtgewichtige Hochdrehzahlspindeln für feine Schleif- und Feilarbeiten. Gehäusedichtungen sind in der Regel aus NBR oder FKM ausgeführt; bei aggressiven Kühlschmierstoffen kommen PTFE-Beläge und Labyrinthabdichtungen zum Einsatz.
Antriebe, Lagerung und Kühlung
Die Spindeln werden elektrisch über bürstenlose DC- oder AC-Servomotoren angetrieben, oft integriert als Direktantrieb für maximale Drehzahlstabilität und minimalen Rundlauf. Alternativ sind externe Elektromotoren mit starrer Kupplung möglich, wenn Wartungsfreundlichkeit und Austauschbarkeit im Vordergrund stehen. Präzisionskugellager und keramische Hybridlager erlauben nutzbare Drehzahlen bis in den zweistelligen Tausenderbereich bei gleichzeitig niedrigen Vibrationswerten. Für Prozesse mit hohem Wärmeeintrag sind Innenkühlkanäle und externe Kühleinheiten verfügbar; die Kühlung wird gezielt an Lagerstellen und am Werkzeugflansch geführt, um Ausdehnung und Laufspiel zu minimieren.
Schnittstellen, Montage und Roboterschnittstellen
Die mechanischen Schnittstellen sind auf Standardroboterflansche und kundenspezifische Adapter ausgelegt. Wahlweise sind HSK-, ER- oder kundenspezifische Spannsysteme verfügbar. Die elektrische Anbindung erfolgt über gedrehte Schleifkontakte oder robuste, verriegelbare Stecksysteme mit IP67-Schutzklasse, um Spritzwasser und Kühlschmierstoffe auszuschließen. Steuerungsseitig unterstützen die Spindeln digitale Feedbacksignale wie Drehzahl, Temperatur und Lagerzustand über Analog-/Digitalausgänge oder Feldbusprotokolle. Für die Integration in Robotersysteme sind optionale Montageblöcke mit Positionierbohrungen und Schwingungsdämpfern erhältlich, um Wiederholgenauigkeit und Prozessstabilität zu erhöhen.
Werkzeuge, Aufnahmen und Feilwerkzeuge
Feilspindeln arbeiten mit einer Vielzahl von Werkzeugen: gezahnte Feilstäbe, Sichelmikrofeilen, Rotationsbürsten und profilierten Diamant- bzw. CBN-bestückten Feilköpfen. Für Metallbearbeitung sind Werkzeuge mit hochverschleißfesten Belägen (CVD/CER) und Trägern aus gehärtetem Stahl üblich. Für nichtmetallische Werkstoffe werden weichere Trägermaterialien und offenporige Bindungen zur Spanabfuhr eingesetzt. Werkzeugklemmungen sind präzise konisch oder mit Schnellspannsystemen ausgeführt, um Wiederholpositionierung nach Werkzeugwechsel sicherzustellen. Die richtige Kombination aus Spindeldrehzahl, Vorschub und Werkzeuggeometrie ist entscheidend für Oberflächengüte und Prozessstabilität.
Prozessparameter und Qualitätskontrolle
Optimierte Prozessparameter reduzieren Ausschuss und erhöhen Werkzeugstandzeiten. Für grobe Entgratungen werden niedrigere Drehzahlen und höhere Vorschübe verwendet, während für Feinarbeiten hohe Drehzahlen in Kombination mit kleinen Vorschubwerten die Zielrauheit erzielen. Inline-Messtechnik für Temperatur, Schwingung und Drehmoment liefert Echtzeitdaten zur Zustandsüberwachung; Ausreißer führen automatisiert zu Prozessstopps oder Werkzeugwechselvorschlägen. Kalibrierbare Nullpunkte und Referenzläufe nach Wartung sichern die Dimensionstreue über lange Serien.
Anwendungsbereiche und Materialkompatibilität
Mannesmann Demag-Feilspindeln finden Einsatz in der Automobilindustrie, Maschinenbau, Hydraulik-, Elektro- und Ventilfertigung sowie in Feinwerkstätten. Sie bearbeiten Werkstoffe von weichem Aluminium über Baustahl und Edelstahl bis hin zu gehärteten Stählen und Verbundwerkstoffen. Für rostbeständige oder gehärtete Materialien werden keramische Lager und diamantbeschichtete Feilwerkzeuge empfohlen, um thermische Effekte und schnellen Werkzeugverschleiß zu minimieren. Bei wärmeempfindlichen Kunststoffen und Dichtungsmaterialien ist eine kontrollierte Kühlschmierstoffzufuhr und geringere Drehzahl zur Vermeidung von Schmelzspuren erforderlich.
Praxisbeispiele
- Kantenentgratung an Hydraulikgehäusen: Eine Winkelspindel mit diamantbeschichteter Rotationsfeile entfernt Grat an gebohrten Flanschen. Roboter positioniert Bauteil, Spindel fährt mit definiertem Vorschub und überwacht Drehmoment, um Materialabtrag konstant zu halten; Inline-Drehmomentalarm initiiert Werkzeugwechsel nach definiertem Verschleiß.
- Profilgüte an Ventilsitzflächen: Inline-Inline-Spindel mit HSK-Aufnahme nutzt profilierten CBN-Feilkopf, um Sitzgeometrie zu finalisieren. Temperatur- und Schwingungsdaten werden in die SPS eingespeist; Messergebnisse werden automatisiert dokumentiert und mit Sollwerten verglichen.
- Schnelles Entgraten nach Laserschneiden: Hochdrehzahlspindel mit Bürstaufsatz entfernt Grat an dünnen Edelstahlblechen. Roboter synchronisiert Bahngeschwindigkeit und Spindeldrehzahl, um eine reproduzierbare Oberflächenrauheit ohne thermische Verformung zu erreichen.
Wartung, Lebensdauer und Ersatzteile
Regelmäßige Schmierintervalle, Lagerüberwachung und Dichtungsprüfung verlängern die Lebensdauer signifikant. Wartungshandbücher von Mannesmann Demag geben spezifische Intervalle für Lagerbeölung, Dichtungstausch und Kühlsystemprüfung vor; die Dokumentation der laufenden Betriebsstunden ermöglicht vorausschauende Instandhaltung. Ersatzteile wie Spannhülsen, Lager, Dichtungen und Kühlmittelleitungen sind als Kits verfügbar, um Stillstandszeiten gering zu halten. Für kritische Anwendungen empfiehlt sich ein Vorhaltungspuffer für komplette Spindel-Austauscheinheiten.
Integration, Sicherheit und Normen
Bei der Integration in Roboterzellen sind kollisionsfreie Anfahrpunkte, Sicherheitszonen und sinnvolle Abschaltlogiken zu definieren. Elektrische Schnittstellen und Schutzarten entsprechen industriellen Standards; relevante Normen wie DIN EN 60204 (Maschinensicherheit), ISO 12100 (Risikobeurteilung) und branchenspezifische Prüfanforderungen sind zu berücksichtigen. Explosionsgefährdete Bereiche erfordern spezielle Schutzarten und ATEX-konforme Komponenten.
Weitere technische Hintergründe zur industriellen Integration und zu Anwendungsbeispielen finden Sie unter https://maku-industrie.de/technik und https://maku-industrie.de/anwendungsbeispiele.
Auswahlkriterien für die passende Spindel
Bei der Auswahl stehen drei Parameter im Vordergrund: Werkzeugaufnahme und Schnittstelle zur Robotermechanik, Lager- und Kühlkonzept passend zum Werkstoff und geforderter Oberflächenqualität sowie die verfügbare elektrische Steuerung und Feedback-Schnittstellen. Technische Lastenhefte sollten Drehmomentkurve, erwartete Taktzeiten, Bauteilgewicht und Umgebungsbedingungen enthalten, um eine zielgerichtete Auslegung der Spindel zu ermöglichen. Testläufe mit Prozessdatenaufzeichnung vor Serienstart sind unverzichtbar.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
1. Welche Lagerarten sind bei Feilspindeln für gehärteten Stahl empfehlenswert?
Für gehärtete Stähle sind keramische Hybridlager zu bevorzugen. Sie bieten höhere Verschleißfestigkeit, geringere thermische Ausdehnung und bessere Laufstabilität bei hohen Drehzahlen als reine Stahlkugellager.
2. Wie wird die Spannaufnahme für unterschiedliche Feilwerkzeuge standardisiert?
Spannaufnahmen nutzen HSK- oder ER-Systeme für Wiederholgenauigkeit. Für spezielle Feilköpfe kommen kundenspezifische Adapter mit konischer Präzisionspassung zum Einsatz, die schnellen Werkzeugwechsel ohne Verlust der Referenzposition ermöglichen.
3. Welche Maßnahmen reduzieren Schwingungen bei hohen Vorschüben?
Reduktion von Schwingungen erfolgt durch steifere Spindelgehäusematerialien, schwingungsdämpfende Montageblöcke, angepasste Lagerkennlinien und aktive Überwachung mit schwingungsbasiertem Schnittstellen-Feedback, das Vorschub und Drehzahl dynamisch anpasst.
