„Müssen Bauteile mit einer hohen Präzision gefügt werden, kommen Servopressen zum Einsatz“, erklärt Peter Pfaff, Leiter Produktmanagement Servopressen bei der IEF-Werner GmbH. „Diese können zudem die Genauigkeit überprüfen und die gefügten Baugruppen in Gut- und Schlechtteile oder sogar in verschiedene Qualitätsstufen einteilen.“
Der Automatisierungsspezialist hat für diese Aufgaben die bewährte aiPRESS-Baureihe entwickelt. Die flexibel aufgebauten Systeme lassen sich sowohl in automatisierte Fertigungslinien als auch in Handarbeitsplätze integrieren. Dazu verfügen die Pressen über mehrere standardisierte Software- und auch einfache E/A-Schnittstellen.
Erhältlich ist die Servopresse in vier Baugrößen – die Kleinste bringt eine Kraft von drei Kilonewton bei einer Maulweite von 180 Millimetern auf, die Größte schafft bis zu 100 Kilonewton bei 350 Millimetern Maulweite. Bei Bedarf bietet IEF-Werner mit der aiPRESS JM-Baureihe noch mehr Flexibilität bei der Größe des Arbeitsbereichs.
„Im Sommer 2022 haben wir unsere Servopresse einer Baumusterprüfung durch den TÜV Süd unterziehen lassen“, sagt Peter Pfaff. Damit gewährleistet IEF-Werner, dass die Baureihe alle Sicherheitsanforderungen aus den für das Produkt zutreffenden Normen erfüllt und sich für den vorgesehenen Anwendungsbereich eignet. Betreiber erhalten auf ihre Anforderungen zugeschnittene und betriebssichere Fertigungs-Einrichtungen. Die erteilten Baumusterbescheinigungen gelten für alle Baugrößen.
Bequemer in der Handhabung
Um die gestiegenen Kundenanforderungen zu erfüllen und die Arbeit für den Nutzer zu vereinfachen, haben die IEF-Entwickler unter anderem die Multitouch-Unterstützung des Bedienfelds der aiPRESS optimiert.
„Der Anwender konnte dieses vorher schon intuitiv handhaben. Nun kommt es der Bedienung eines Smartphones sehr nahe“, sagt Pfaff. Zudem wurde das Benutzermanagement übersichtlicher gestaltet sowie die Autoskalierung des Fensters an die Monitorgröße angepasst. Alternativ kann der Anwender die Presse nun auch mit handelsüblichen Monitoren und Eingabegeräten betreiben.
„Wir haben außerdem für den Service einen Superuser eingeführt – also einen speziellen Benutzer-Account mit mehr Berechtigungen als bei einem normalen Account“, berichtet Pfaff. Ist der Nutzer, etwa der Service-Techniker, auf dieser höchsten Ebene angemeldet, öffnet sich für ihn ein Fenster mit speziellen Funktionen, die für den Maschinenbediener weniger interessant sind.
Nullpunkt einstellbar
„Die größte Neuerung betrifft jedoch die Einstellung des Nullpunkts an der aiPRESS“, erläutert IEF-Experte Pfaff. Es ist so: Die Servopresse besteht aus verschiedenen Komponenten, die innerhalb bestimmter Toleranzen gefertigt werden. Je nach Baugröße der Maschine können sich diese Abweichungen auf sieben bis acht Zehntel summieren. Das wirkt sich dann auch auf die Maulweite aus. „Ein paar Zehntel entscheiden oft schon darüber, ob eine gefügte Baugruppe die Anforderungen erfüllt oder Ausschuss ist“, weiß Peter Pfaff.
Hat ein Anwender mehrere Maschinen gleicher Baugröße im Einsatz, kann er nicht einfach so das Werkzeug zwischen den Anlagen wechseln, ohne vorher Anpassungen vornehmen zu müssen. „Wir fertigen nun die Maulweiten bei allen Baugrößen mit einer Genauigkeit von fünf Hundertstel“, beschreibt Pfaff. Damit sind alle Pressen baugleich und können eins zu eins getauscht werden. Verlangt der Kunde noch engere Toleranzen, setzt IEF-Werner dies kundenspezifisch um.
Die Produktdaten befinden sich auf dem Server. Der Betreiber kann das Werkzeug an der Presse einsetzen, die gerade frei ist, und einfach starten – ohne Anpassungen vornehmen zu müssen. Die Parameter sind an jeder Maschine identisch. „Wir stellen den Nullpunkt im Werk ein, er lässt sich aber auch jederzeit verändern“, erklärt Pfaff.
Pressen mit Messstück
„Wir bieten nun auch verschiedene Sonderfunktionen an, die wir kundenspezifisch entwickelt haben“, sagt Peter Pfaff: „Diese werden teilweise auch in den Standard übernommen.“ Eine Funktion heißt: ‚Pressen mit Messstück‘. Angenommen, bei einer Baugruppe muss zwischen Motor und Lüfterrad ein Spalt von 0,3 Millimetern vorhanden sein. Dabei soll der Motor auf der Motorwelle verpresst werden.
Die Baugruppe besteht noch aus weiteren Komponenten wie Lüfterrad und Kugellager. Alle Bauteile weisen Toleranzen auf, die sich summieren. Um den exakten Spalt reproduzierbar herzustellen, legt der Bediener zuerst den Motor in die Presse und anschließend ein Messstück. Nun kommen die weiteren Komponenten der zu fügenden Baugruppe dazu.
Peter Pfaff: „Mit einer definierten Kraft presst die aiPRESS das Messstück an. Der Messwert, also die Dicke des Messstücks, wird als Parameter in der Steuerung hinterlegt.“ Nach diesem Vorpressen öffnet der Bediener die Presse und entnimmt das Messstück. Nun korrigiert die Presse das Maß nach, bis ein Spalt von 0,3 Millimetern erreicht ist. Mit diesem Vorpressen auf das Messstück und Nachpressen auf Sollmaß lassen sich alle Bauteiltoleranzen ausgleichen.
Pressen mit digitalem Eingang
„Um eine Baugruppe zu verpressen, definiert der Anwender eine Kraft oder eine Wegposition“, beschreibt Peter Pfaff. Um die summierten Toleranzen der einzelnen Bauteile auszugleichen, nutzt er in der Regel eine Lehre, die als Bezugsnormal für das vorher festgelegte Maße dient.
Es geht nun auch anders: Die IEF-Entwickler haben die Möglichkeit geschaffen, über einen Sensoranschluss am Oberwerkzeug einen Taster anzuschließen. Nun kann die Presse so parametriert werden, dass sie genau bis zum Betätigen dieses Sensors fährt. Um das Einstellen des Sensors zu erleichtern, gibt es einen Parameter, der erlaubt, den Sensor im Zehntel-Millimeter-Bereich zu „überfahren“.
„Wir haben noch eine weitere Sonderfunktion entwickelt“, berichtet Pfaff. Bei ‚Dauertest Federelement‘ kann mit Hilfe der aiPRESS eine Feder wiederholt auf Weg oder Kraft belastet und alle Werte über einen Weg-Kraft-Verlauf aufgezeichnet werden. Grenzwerte, wann der Test abgebrochen werden soll, lassen sich einstellen. Peter Pfaff: „Mit unserer aiPRESS kann der Anwender prüfen, wie sich Federn etwa nach fünf, 50, 500 oder auch 5.000 Zyklen verhalten.“
Präzise Arbeitsweise
Die Basis der Servopressen-Baureihe besteht aus einem festen und verwindungssteifen C-Gestell. Dieses biegt sich bei sehr hohen Kräften auf. Die Aufbiegung wird jedoch kompensiert. Für eine präzise Arbeitsweise sorgt zudem der Antriebsstrang, der aus einer hochgenauen Spindel, einem Servomotor und einer Pinolenführung besteht. Damit lassen sich Querkräfte sicher aufnehmen.
Eine Präzisionsführung hält bei der aiPRESS den Antriebsstrang über den gesamten Arbeitsweg exakt in der Spur. Ein Konfigurationssystem sorgt dafür, dass dieser sich an den benötigten Kraftbereich anpassen lässt. Der Servoantrieb arbeitet somit immer unter optimalen Betriebsbedingungen. Der Bediener kann Prozessfaktoren wie Vorschubkraft, Verfahrgeschwindigkeit, Positionierzeit und Genauigkeit individuell für die jeweilige Anwendung einstellen.
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