In der spanenden Fertigung herrscht ein massiver Trend zur Optimierung von Fertigungsprozessen. Für viele Bereiche bietet die ‚Mechatronik‘ vielversprechende Potentiale. Allerdings gilt es bei der Lösungsentwicklung, die besonderen Anforderungen der Zerspanungstechnik zu berücksichtigen. Die von der KOMET GROUP für Werkzeugsysteme entwickelten Komponenten öffnen auch in anderen Fertigungseinrichtungen Möglichkeiten für Innovationen.
Echte Innovation bei der Optimierung von Fertigungsprozessen wird zunehmend durch Optimierung des Ganzen, sprich der interdisziplinären Zusammenwirkung unterschiedlicher Komponenten, erreicht. Ein Beispiel ist die Integration von Präzisionsmechanik, Elektronik und Software in KOMET KomTronic® U-Achssystemen. Mit ihnen beschreitet die KOMET GROUP neue Wege der spanenden Bearbeitung. Ausgestattet mit Sensoren und/oder Aktoren, sind Verstellungen im Werkzeug sowie Überwachungsfunktionen für das Werkzeug oder den Bearbeitungsprozess realisierbar. So gelten diese Werkzeugsysteme bereits als klassische Vertreter der ‚Mechatronik‘.
Die Entwicklung der KOMET KomTronic® U-Achssysteme beziehungsweise deren Komponenten spiegeln die spezifischen Eigenschaften der spanenden Fertigung wider. Zusammengefasst beginnen diese schon in den meist widrigen Umgebungsbedingungen unter Späne und Kühlschmiermittel, mit denen sich vor allem die Elektronik naturgemäß nicht so einfach verträgt. Dichtigkeit und Robustheit haben hier Priorität. Darüber hinaus erfordern die engen Platzverhältnisse im Arbeitsraum von Maschinen und Einschränkungen durch Störkonturen der Werkstücke möglichst kompakte Bauformen. In Verbindung mit den auftretenden Kräften bei der Bearbeitung, werden jedoch gleichzeitig vergleichsweise hohe Drehmomente bei größter Leistungsdichte gebraucht. Zudem ist höchste Präzision gefordert und das alles bei hoher Dynamik mit schnellen Drehzahlen und Bewegungsabfolgen. Dem Gewicht der Komponenten und den Auswirkungen der Fliehkräfte auf die Mechanik und die Elektronik gebühren demnach ebenfalls besondere Aufmerksamkeiten. Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung der U-Achssysteme war die Energie- und Datenübertragung auf die rotierenden oder translatorisch bewegten Systeme – eine ebenfalls typische, in vielen Bereichen der spanenden Fertigung, anzutreffende Situation.
Im Verlauf der über Jahrzehnte vorangetriebenen Entwicklung der mechatronischen Werkzeugsysteme, haben sich die im Grunde als Werkzeugspezialisten tätigen Ingenieure im Geschäftsbereich Mechatronik der KOMET GROUP, ein umfassendes interdisziplinäres Know-how in den Bereichen Mechanik, Elektronik und Software aufgebaut. Ergänzend haben Zielsetzungen wie etwa die Modularisierung der Werkzeugsysteme dazu geführt, dass einzelne Funktionskomponenten entstanden sind. Ein Beispiel sind die Antriebseinheiten, bestehend aus Motor, Getriebe, Sensorik und Ansteuerelektronik. Sie suchen in ihrer Kompaktheit und der daraus zur Verfügung stehenden Leistungsdichte ihresgleichen. Markant ist die externe Elektronik, die auf einer Platine, kleiner als eine Scheckkarte, untergebracht ist. Komplettiert werden solche Antriebssysteme durch Komponenten zur berührungslosen Energie- und Datenübertragung. Das gibt die Möglichkeit, diese Antriebe in rotierenden oder anderweitig bewegten Fertigungseinrichtungen flexibel in unterschiedlichsten Einbausituationen einzusetzen.
Mögliche Anwendungsfelder finden sich von der Robotik über Greifer und Zuführsysteme bis hin zu Handhabungs- und Spannsystemen. So könnte beispielsweise die Spannkraft in intelligenten Werkstückaufnahmen an Bauteileigenschaften und Bearbeitungskräfte angepasst werden. Auch Drehfutter in Drehmaschinen ließen sich entsprechend der Empfindlichkeit des Materials regeln. Eine ebenfalls im Sinne höherer Qualität mögliche Anwendung, zumindest für die Komponenten zur berührungslosen Energie- und Datenübertragung, ergibt sich im Zusammenhang mit Messeinrichtungen, die während der Bearbeitung eingesetzt werden.
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