Spannsysteme  Spanntechnik für kurze Rüstzeiten 

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Wie lassen sich Rüstzeiten in der spanenden Fertigung weiter reduzieren? Laut SMW-Autoblok ist das Potenzial noch längst nicht ausgeschöpft. Gemeinsam mit SMW-Electronics stattet der Spanntechnik-Hersteller seine Systeme mit Sensorik und Steuerungsfunktionen aus.

Spanntechnik ist ein Schlüsselelement, wenn es um kurze Rüstzeiten in der Fertigungsindustrie geht. Sie kann Betriebe darin unterstützen, Prozesse trotz hoher Variantenvielfalt und schwindender Fachkräfte effizient zu gestalten. „Fertigungsbetriebe benötigen ein hohes Maß an Agilität, um dem zunehmenden Grad des dynamischen Wandels in Produktionsprozessen gerecht zu werden. Dies wird ihnen durch die Vielzahl der zu fertigenden Bauteilvarianten erschwert“, sagt Tobias Schneider, verantwortlich für das Business Development bei SMW-Autoblok. „Gefragt sind daher Spannsysteme, die sehr flexibel und automatisierbar sind.“

SMW-Autoblok entwickelt und fertigt Komponenten der rotierenden und stationären Spanntechnik für die spanende Fertigung. Die Gruppe bündelte 2021 ihre globalen Aktivitäten im Bereich digitalisierter Prozesse und Automation in dem eigenständigen Unternehmen SMW-Electronics. Damit forcierte SMW die Digitalisierung der Spannsysteme und kann heute komplette Automationsprozesse mit schlüsselfertigen Lösungen aus einer Hand ausrüsten. „Unsere automatisierbaren Produkte funktionieren immer auch autark“, so Schneider. „Da sie modular konzipiert wurden, sind sie genau aufeinander abgestimmt und lassen sich zu einem funktionierenden System zusammenfügen.“

Sensorik für die präzise Kontrolle von Position und Kraft

Für die zerspanende Fertigung hat SMW im vergangenen Jahr einen der ersten automatisierbaren hydraulischen Langhubspanner auf den Markt gebracht. Der SLX Digit ermöglicht das Bearbeiten einer hohen Teilevielfalt ohne häufige Spannmittelwechsel auf einer Maschine. Dafür nutzt er ein lineares absolutes Wegmesssystem, mit dem sich der extra lange Spannhub von 55 Millimetern je Backe stufenlos genau auf das jeweilige Werkstück anpassen lässt. Die Backen lassen sich somit vorpositionieren. Geschieht das direkt während des Werkstückwechsels, spart dies weitere Rüstzeit ein.  

Mit dem SLX E-Motion bietet SMW den Langhubspanner auch als eine zu 100 Prozent elektrisch betriebene Variante mit 99 Millimeter Hub je Backe an. Bei ihm ermöglicht das integrierte Wegmesssystem, dass man die Backenposition stufenlos einstellen kann. Zudem lässt sich die Spannkraft einzelnen Prozessschritten genau zuweisen. Der SLX E-Motion kann über eine Profinet-Schnittstelle in die Maschinensteuerung integriert werden. Dadurch ist es möglich, die Prozessparameter Position und Spannkraft auch während der Bearbeitung zu überwachen und jederzeit anzupassen.

Ein fehlerhaftes Zerspanen ist ausgeschlossen

„Kurze Rüstzeiten dank hoher Flexibilität sind nur so wertvoll, wie es die Prozesssicherheit zulässt“, ergänzt Schneider. Die Themen Bauteilerkennung und Spannkrafterhalt spielen daher in der Entwicklungsarbeit von SMW eine wichtige Rolle. So verfügt der hydraulische SLX Digit über integrierte Sicherheitsventile, die bei Druckabfall die Spannkraft erhalten und damit ein Herausfallen des Werkstücks verhindern. Er ermöglicht zudem eine Bauteilerkennung, die standardmäßig mittels Air Sensing und optional induktiv via E-Sensing, dem digitalen Werkstückanschlag von SMW, erfolgt. Liegt das Bauteil nicht korrekt an seiner Position, startet die Bearbeitung nicht. Ein fehlerhaftes Zerspanen ist damit ausgeschlossen.

Federpaket für durchgängige Spannkraft

Der mechatronische SLX E-Motion realisiert den Spannkrafterhalt über ein SMW-eigenes System. Es besteht aus Motor, Getriebe und einem Federpaket. Bei Energieausfall wird somit die Spannkraft konstant aufrechterhalten. Eine Motorbremse verhindert, dass der Motor unerwartet anläuft und beispielsweise unkontrolliert die Spannung löst.Die Bauteilerkennung erfolgt hier über die E-Sensing-Einheit. Es ist in der Lage, mikrometergenau das Vorhandensein eines Werkstücks zu erkennen, was die Präzision der Air-Sensing-Methode noch übertrifft. Optional kann man den SLX E-Motion mit einem zweiten Sensor ausstatten; damit lässt sich zusätzlich eine Schräglage des Werkstücks erkennen.

Spanntechnik für die mannlose Fertigung

„Mithilfe der Sensorik werden Spannmittel erst automatisierbar“, sagt Schneider von SMW. „Mit vorgeschaltetem Roboter ist auch ihr Einsatz in der Automationszelle möglich“, ergänzt er. Für den SLX Digit kann über eine Pin-Betätigung der Backenwechsel durch einen Roboter erfolgen. Mit dem SLX E-Motion lässt sich durch die Einstellungsmöglichkeiten von Position und Kraft eine komplett mannlose Fertigung realisieren. Die vorgeschalteten Roboter kann SMW mit Greifsystemen in der passenden Größe ausstatten, sodass auch hier die durchgängige und prozesssichere Auslegung eines Systems garantiert ist.

Induktive Koppelsysteme schaffen Bewegungsfreiheit

Für das Übermitteln der sensorisch erfassten Signale stellt SMW ebenfalls eine eigens entwickelte Lösung bereit. Induktive Koppelsysteme übertragen sowohl Signale als auch Energie berührungslos zwischen mobilen und stationären Einheiten. Der Austausch erfolgt über einen Luftspalt und damit komplett ohne Kabel, Stecker oder Schleifringe. Das macht die Systeme nicht nur verschleiß- und wartungsarm, sondern ermöglicht auch die Bewegungsfreiheit für mobile Einheiten. Induktive Koppelsysteme gibt es in verschiedenen Formaten, die jeweils auf die Eigenschaften unterschiedlicher Anwendungen abgestimmt sind. Die scheibenförmigen Koppelsysteme der F-Reihe oder die zylindrischen Induktivkoppler sind in beide Richtungen endlos rotierbar, was sie unter anderem für den Einsatz in Werkzeugmaschinen prädestiniert. Das kubische Koppelsystem C40 eignet sich beispielsweise für Wechselpaletten. Eine weitere Variante ist die Hybrid Rotary Union (HRU). Sie verbindet die Technologie der induktiven Koppelsysteme mit der konventionellen Technik der Drehzuführung. Als neue hybride Drehzuführung stellt sie neben der Energie- und Signalübertragung auch die Versorgung mit Luft, Öl oder Kühlmittel her. Dabei ist auch sie in beide Richtungen vollständig rotationsfähig.

Einstieg in die Automation

SMW-Autoblok und SMW-electronics auf der AMB 2026

KI-fähige SMW-Produkte könnten Stillstandzeiten weiter reduzieren

Koppelsysteme und Sensorik sind für Schneider maßgeblich für den nächsten Entwicklungsschritt. „Innovative Technologien ermöglichen es uns, die Fertigungsprozesse mithilfe der erfassten Sensorik-Signale auf ein neues Level zu heben“, sagt er. SMW hat diesen Schritt bereits getan. Das Unternehmen stattet alle seine mechatronischen SMW-Produkte wie den SLX E-Motion sowie die Koppelsysteme mit einem KI-fähigen Mikroprozessor aus. Die dort hinterlegbaren Algorithmen können Fertigungsbetriebe befähigen, eigenständig eine Prozessüberwachung ihrer Bearbeitungsmaschinen anhand von definierten Werten einzurichten. Dazu könnte beispielsweise die je nach Temperatur oder anderen Umgebungsbedingungen optimale Schmierung gehören sowie eine vorausschauende Wartung oder das maschinelle Lernen aus Beladungsfehlern.

Die präzise Kontrolle von Position und Kraft der Spannmittel, ihr kontaktloses Andocken an Steuerungssystem und Energieversorgung, die Unterstützung durch künstliche Intelligenz – die Spanntechnik bietet Betrieben ein großes Potenzial, um Prozesse in der industriellen Fertigung weiter zu optimieren und auch unter anspruchsvollen Marktbedingungen sicher agieren zu können.

Petra Müller arbeitet im Marketing bei SMW-Autoblok.