Spindeln mit Auslenkung zum Senken und Bohren von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Spindeln mit Auslenkung zum Senken und Bohren von Mannesmann Demag für Ihren Roboter

Spindeln mit Auslenkung von Mannesmann Demag sind für präzise Senk- und Bohraufgaben an Roboterarbeitsplätzen konzipiert. Sie kombinieren robuste mechanische Bauweise, drehmomentstarke Antriebstechnik und eine integrierte Auslenkfunktion, die das Werkzeug axial oder radial positioniert, um Wanddicken, Einbautiefen und schräg stehende Flächen zuverlässig zu bearbeiten. Die Systeme sind für den Dauerbetrieb in Fertigungsumgebungen ausgelegt und ermöglichen reproduzierbare Entnahme- und Einlegetoleranzen bei automatisierten Prozessen.

Aufbau und Materialien

Das Gehäuse besteht typischerweise aus gehärtetem Stahl oder Aluminiumlegierungen mit hochpräziser Lagerung. Spindelwellen sind in der Regel vergütet und geschliffen, die Lagerung erfolgt über Winkel- oder Zylinderkugellager in Kombination mit Schrägkugellagern, je nach geforderter Axial- und Radialbelastung. Werkstoffe der Dichtungen und Wellendurchführungen sind chemisch widerstandsfähige Elastomere (NBR, FKM) oder PTFE-Varianten, um Kühlschmierstoffe und Emulsionen zu vertragen. Frässpindeln mit Auslenkung für das Senken und Bohren besitzen zusätzlich verstärkte Führungen aus Kugelumlaufspindeln oder präzisen Lineargleitführungen, die die Auslenkbewegung mit minimaler Reibung und hoher Wiederholgenauigkeit sicherstellen.

Antriebs- und Anschlussvarianten

Für industrielle Robotersysteme werden elektromagnetische Direktantriebe oder bürstenlose DC-/EC-Motoren verwendet. Die Antriebe sind auf stetige Drehzahlregelung und hohe dynamische Beschleunigung ausgelegt. Anschlüsse sind standardisiert: Kraft- und Drehmomentübertragung über Hohlwelle mit Flanschbefestigung, elektrische Steckverbinder mit Schutzart bis IP65/IP67 und optionale Medienkupplungen für Kühlschmierstoffe. Werkzeugaufnahme erfolgt meist über ER-Spannzangen, HSK- oder DIN-Werkzeughaltersysteme; bei speziellen Senkwerkzeugen werden schlagfeste Schnellwechselflansche genutzt. Pneumatische oder hydraulische Anschlüsse können integriert sein, um die Auslenkeinheit zu unterstützen oder Werkstückspannung und Späneabsaugung zu versorgen.

Mechanik der Auslenkung

Die Auslenkung erfolgt mechanisch über kurvengeführte Schlitten, Exzenterachsen oder servo-angetriebene Linearachsen. Bei axialer Auslenkung können Werkzeuge um definierte Tiefen geschwenkt werden, bei radialer Auslenkung wird die Bohrposition radial verschoben, um z. B. Lochbilder an gekrümmten Bauteilen zu realisieren. Die Mechanik ist so ausgelegt, dass bei variablen Kräfteinflüssen die Werkzeugposition innerhalb von Hundertstelmillimetern stabil bleibt. Verschleißteile wie Führungsschienen oder Kugelumlaufwagen sind leicht zugänglich und können ohne vollständigen Zerlegungsaufwand ersetzt werden, was Stillstandszeiten reduziert.

Leistungsparameter und Betriebsbedingungen

Spindeln für Senk- und Bohraufgaben sind in Drehzahlbereichen verfügbar, die vom langsamdrehenden Tiefbohren bis zum hochdynamischen Senken reichen. Typische Auslegungen decken konstante Drehzahlen sowie Lastregelung ab. Wichtig ist die Temperaturstabilisierung mittels interner Sensorik und optionaler Flüssigkeitskühlung. Schutzarten und Kühlkonzepte sind auf die Umgebung abgestimmt: Versionen für Spritzwasser und Kühlschmierstoffgebrauch erfüllen IP65/IP67 mit zusätzlichen Dichtungsringen und Spänekonzepten, während Hochpräzisionsvarianten mit Luftlagerung für saubere Umgebungen ausgelegt sind. Vibrationsdämpfung wird durch integrierte Isolatoren realisiert, um Kontextschwingungen des Roboters zu reduzieren und Werkstückqualität zu sichern.

Steuerung, Sensorik und Integration in Roboterzellen

Die Spindeln lassen sich über Feldbusse wie EtherCAT, Profinet oder CANopen in Robotersteuerungen integrieren. Eingebaute Sensorik umfasst Drehzahl, Drehmoment, Temperatur, Achsposition der Auslenkung und Kollisionsüberwachung. Mit bidirektionaler Kommunikation können sensible Prozessschritte automatisiert angepasst werden: Absenkgeschwindigkeit, Vorschubkorrekturen und Zustandsüberwachung werden in Echtzeit an die Robotersteuerung gemeldet. Für anspruchsvolle Inline-Prüfungen sind Schnittstellen für Inline-Messsysteme vorhanden, sodass das Bohr- oder Senkbild sofort validiert und Nachbearbeitungen automatisiert ausgelöst werden können.

Anwendungsfelder und Prozesssicherheit

Typische Einsatzgebiete sind die Bearbeitung von Blechen, Gussteilen, Schmiedeteilen und vormontierten Baugruppen in der Automobil- und Zulieferindustrie, Maschinenbau und dem Anlagenbau. Spindeln mit Auslenkung ermöglichen das Senken von Schraubensenkungen in gekrümmten Ölwanne-Bereichen, das Bohren von versetzten Lochbildern an Karosserieelementen und das Durchsetzen von Passbohrungen in geometrisch komplexen Teilen. Prozesssicherheit entsteht durch kombinierte Überwachung von Werkzeugverschleiß, Spänebildung und Kühlschmierstoffzufuhr sowie durch definierte Werkzeugwechselstrategien innerhalb der Zelle.

Praxisbeispiele

Beispiel 1: In einer Roboterzelle montiert ein sechsachsiger Roboter eine Spindel mit radialer Auslenkung, um mehrere versetzte Bohrungen an einem gekrümmten Trägerblech zu fertigen. Die Auslenkung ermöglicht, dass der Roboter nur minimale Achsbewegungen ausführt und so Zykluszeiten um 20–30 % reduziert werden. Werkzeugaufnahmen sind ER25, Kühlschmierstoff wird über eine integrierte Hohlwelle zugeführt und die Spindel kommuniziert Drehmoment- und Temperaturwerte via EtherCAT an die Zellensteuerung.

Beispiel 2: Bei der Bearbeitung einer Gusskomponente übernimmt eine Spindel mit axialer Auslenkung das Senken von Schraubensenkungen auf einer schrägen Fläche. Das System nutzt eine servo-angetriebene Linearachse für die Tiefensteuerung und eine zusätzliche Kraftüberwachung zur automatischen Anpassung des Vorschubs bei variierenden Gusswanddicken. Nach jedem Senkzyklus erfolgt eine Inline-Messung der Senktiefe; Abweichungen werden protokolliert und ein Qualitätsstopp an die Liniensteuerung gesendet.

Beispiel 3: In einer automatisierten Montagelinie bohrt eine Spindel mit integrierter Späneabsaugung und FKM-Dichtungen in beschichteten Aluminiumprofilen. Die Spindel besitzt HSK-A63-Aufnahme und eine integrierte Kühlschmierstoff-Rückführung. Ein Kollisionssensor schützt Werkzeug und Roboterarm, während die Spindeltemperatur aktiv geregelt wird, um thermische Ausdehnungen zu minimieren.

Wahlkriterien und Auswahlprozess

Wählen Sie eine Spindel basierend auf: Leistungsspezifikation, Aufnahmetyp, Kühlung, Schutzart, Integrationsschnittstellen, Auslenkbereich und Wartungszugänglichkeit. Achten Sie auf die Kompatibilität mit Ihrer Robotersteuerung und auf eine dokumentierte Schnittstelle für Prozessdaten. Für Serienfertigung sind modular aufbaubare Systeme vorteilhaft, da sie schnellen Austausch von Verschleißteilen und einfache Anpassung an wechselnde Werkstücke ermöglichen.

• Leistung
• Aufnahmetyp
• Kühlung
• Schutzart
• Auslenkbereich
• Schnittstellen
• Wartungszugang

Service, Instandhaltung und Ersatzteile

Regelmäßige Wartung umfasst Lagerüberprüfung, Dichtungskontrolle, Schmierung der Führungen und Sensorfunktionstests. Mannesmann Demag kompatible Systeme bieten dokumentierte Inspektionsintervalle, standardisierte Ersatzteilkits und optionale Vor-Ort-Serviceverträge. Austauschkomponenten wie Führungswagen, Dichtungssätze und Werkzeugschnittstellen sind als Lagerartikel verfügbar, um Ausfallzeiten zu minimieren.

Weitere technische Informationen, Produktvarianten und konkrete Anwendungsbeispiele finden Sie auf unserer Technikseite https://maku-industrie.de/technik und in der Sammlung realer Anwendungsfälle https://maku-industrie.de/anwendungsbeispiele.

Häufig gestellte Fragen