Der sanfte Riese

07.04.2017 13:47

Der sanfte Riese

Mit intelligenter Servopresse von IEF-Werner feine und starke Bauteile gleichzeitig zu einer Baugruppe montieren:

Der sanfte Riese


Mit intelligenter Servopresse von IEF-Werner feine und starke Bauteile gleichzeitig zu einer Baugruppe montieren:

Mit nur einer Presse sowohl feinste Metallteile als auch dicke, massive Komponenten zu einer Baugruppe crimpen, also durch plastische Verformung miteinander verbinden  – das war eine Anforderung, mit der ein Anwender auf die IEF-Werner GmbH zukam. Der Automatisierungsspezialist aus Furtwangen lieferte dafür eine Maschine aus der Servopressen-Baureihe aiPRESS mit zwölf Kilonewton Presskraft. Diese Lösung bringt für beide Arbeitsschritte die erforderliche Kraft auf und erreicht stets eine sehr hohe Genauigkeit. Da der Anwender somit nur eine Anlage benötigt, spart er Investitionskosten und stellt schneller hochwertige und reproduzierbare Verbindungen her.

Furtwangen, den 07.04.2017. Um wettbewerbsfähig zu sein, müssen verarbeitende Betriebe immer flexibler auf die Aufträge ihrer Kunden reagieren können. Diese bringen oft in stets kürzeren Zyklen neue Produkte oder Varianten auf den Markt. Damit steigen die Anforderungen an den Maschinenpark. Die Anlagen müssen Materialien bearbeiten, die sich in ihrer Zusammensetzung, Größe oder Stärke deutlich unterscheiden können. Doch neue Anlagen sind teuer – und sind sie einmal da, wollen sie auch ausgelastet sein. Diese Tatsache konfrontierte auch einen Anwender aus der Medizintechnik, der für eine Baugruppe ganz unterschiedliche Komponenten verformen muss und dafür verschiedene Presskräfte benötigt. Die Baugruppe besteht zum einen aus sehr feinen Metallteilen, zum anderen aus dicken, massiven Komponenten. „Für diese Aufgabenstellung wollte der Anwender eine Presse, welche zwei Arbeitsschritte mit hoher Präzision ausführen kann“, sagt Frank Neugart, Produktmamager der Servopressen bei der IEF-Werner GmbH in Furtwangen im Schwarzwald. Zudem sollte diese flexible Lösung groß genug für künftige Aufträge sein, bei denen eventuell noch höhere Kräfte erforderlich sind. Eine sinnvolle Herangehensweise – gerade im Hinblick, den Maschinenpark schlank zu halten. In beiden Arbeitsschritten sollen die Bauteile gecrimpt werden.

Eine Presse für alle Fälle

Die Ingenieure von IEF-Werner sahen sich die Aufgabenstellung genau an und lieferten eine Maschine aus der Servopressen-Serie aiPRESS mit einer Kraft von zwölf Kilonewton. „Mit dieser Baureihe lassen sich hochgenaue Fügeprozesse automatisch und wiederholgenau durchführen“, erklärt Neugart. Die Systeme sind flexibel aufgebaut und Anwender können sie sowohl in Fertigungslinien als auch in Handarbeitsplätze integrieren.
Insbesondere die Servotechnik bietet bei dieser Anwendung deutliche Vorteile. Betreiber haben die Möglichkeit, mit Hilfe dieser Technologie Parameter wie die Geschwindigkeit einzustellen. Sie erreichen damit je nach gewünschter Präzision sehr kurze Taktzeiten, denn bei der Servotechnik wirkt die Antriebskraft auf eine Spindel, beschreibt Produktmanager Neugart

Die Basis der Servopresse bildet ein massives und verwindungssteifes C-Gestell aus Werkzeugstahl. Das System kann Deformationen, Aufbiegungen oder Setzvorgänge, die beim Pressvorgang auf die kraftführenden Teile einwirken durch mechanische entkopplung der Messeinrichtung eliminieren und durch die Servoregelung kompensieren.

Um Querkräfte vollständig aufnehmen zu können, besteht der Antriebsstrang aus einer Präzisionsspindel, einem Servomotor und einer Pinolenführung. Eine Präzisionsführung hält bei der aiPRESS den Antriebsstrang über den gesamten Arbeitsweg exakt in der Spur. „Positionierungsfehler, die durch die Auslenkung einer Pinole entstehen können, schließen wir damit aus“, sagt Neugart. Ein Konfigurationssystem sorgt dafür, dass sich der Antriebsstrang an den benötigten Kraftbereich anpassen lässt. Der Servoantrieb arbeitet somit immer unter optimalen Betriebsbedingungen. Der Anwender kann Prozessfaktoren wie Vorschubskraft, Verfahrgeschwindigkeit, Positionierzeit und Genauigkeit an den Applikationsfall anpassen.

Fügen mit hoher Qualität

„Um beide Arbeitsschritte exakt auszuführen, haben wir die aiPRESS mit einem Piezokraftsensor ausgestattet, der zwei skalierbare Arbeitsbereiche enthält“, erklärt Neugart. „Diese ermöglichen eine genaue Messung, indem sie im Sensor die Parameter umschalten.“ Um diese Teilbereichskalibrierung umzusetzen, arbeitete IEF-Werner in enger Kooperation mit der Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH zusammen.

Gemeinsam mit dem Anwender entwickelte IEF-Werner einen speziellen Pressablauf – der sich auch für andere Anwendungen nutzen lässt. Für das Einpressen bewegt sich der von einem Servomotor angetriebene Pressenstempel zunächst zügig abwärts, um die Bauteile in Kontakt zu bringen. Dann verlangsamt sich der Vorgang. In der Regel misst das System die Presskraft sowie die Position der zu fügenden Komponenten. Wegen ihrer besonderen Bauweise crimpt die aiPRESS die feinen Metallteile mit einer Kraft von maximal 3.000 Newton bei einer Genauigkeit von weniger als ±15 Newton. „Normalerweise kommen bei solchen Bauteilen Kräfte von höchstens 500 bis 600 Newton zum Einsatz“, sagt Neugart. „Damit können wir eine sehr hohe Qualität der Verbindung sicherstellen.“ Im zweiten Arbeitsschritt crimpt die Servopresse die stärkeren Teile mit 6.000 Newton bei einer Genauigkeit von unter ± 30 Newton.


Wer mehr über die Servopressen-Baureihe aiPRESS erfahren möchte, erhält alle wichtigen Informationen auf