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Im Fokus - März 2010
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Mit Magnetspanntechnik lassen sich bei ferromagnetischen Werkstücken die Rüstkosten deutlich reduzieren.
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01.03.2010 -
Der Magnetismus gehört zu den faszinierendsten und zugleich einflussreichsten Kräften unseres Universums. Dieselbe Kraft machen sich Ingenieure und Techniker zunutze, um Werkstücke blitzschnell zu spannen oder Bauteile sicher zu heben. Inzwischen hat sich die Magnetspanntechnik in unterschiedlichsten Bereichen etabliert: Beim Schleifen ebenso wie beim Fräsen und beim Drehen, bei mobilen Lasthebeeinheiten in der Fertigung ebenso wie bei riesigen Krananlagen. Längst ist es kein Geheimtipp mehr, dass Magnetspannlösungen Rüstzeiten um bis zu 80 Prozent reduzieren, dass sie Werkstücke vollkommen deformationsfrei spannen oder selbst Coils sicher transportieren.
Das Wirkprinzip der permanenten bzw. der elektropermanenten Magnetspanntechnik ist ebenso einfach wie sicher: Im "ungespannten Zustand" fließt das Magnetfeld innerhalb des Moduls, hat also keine Wirkung nach außen. Über einen kurzzeitigen elektrischen Impuls, einen Hebelmechanismus oder ein pneumatisches Signal wird das Magnetfeld nach außen umgeleitet und das Magnetspannmodul aktiviert. Diese Umleitung ist energetisch absolut stabil und braucht weder Strom noch Luftdruck.
Zwei Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit der Mechanismus funktioniert: Das Werkstück muss ferromagnetisch sein und es muss mindestens einen Nord- und einen Südpol teilweise bedecken. Für eine optimale Haltekraft sollte die Durchflussfläche möglichst groß sein. Je größer bzw. je mehr Pole das Werkstück abdeckt, desto größer ist auch die magnetische Haltekraft.
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5-Seiten-Bearbeitung mit minimaler Rüstzeit.
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Die Pole der Magnetspannplatte lassen sich individuell auf das Werkstück anpassen.
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Fräsen:
Fünf Seiten in nur einer Aufspannung
Beim Fräsen bringen Elektropermanentmagnete in Form von Quadrat- oder Parallelpolplatten ganz entscheidende Vorteile: Die magnetische Aufspannung macht eine Bearbeitung des Werkstücks von fünf Seiten möglich, ohne dass ein zweites oder gar drittes Mal neu gespannt werden muss. Gerade bei großen Werkstücken ist dies ein enormer Vorteil. Ein umständliches Feinjustieren von Spannelementen und ein mehrfaches Spannen der Werkstücke im Bearbeitungsprozess sind nicht mehr nötig. Das ferromagnetische Werkstück wird angelegt, der Strom aktiviert und im Bruchteil einer Sekunde sorgt der permanente Elektromagnet für sicheren Halt - auch nachdem der Strom wieder abgeschaltet wird. Vergleichsmessungen bei Anwendern haben gezeigt, dass zwischen 30 und 50 Prozent der Rüstzeiten eingespart werden können. Weil die Stillstandzeit der Maschinen deutlich sinkt, amortisieren sich die Investitionskosten für eine Magnetspannlösung in der Regel schon innerhalb kürzester Zeit.
Hinzu kommt, dass große und kleinere Werkstücke auf ein und derselben Magnetspannplatte sicher gespannt werden können. Um Höhendifferenzen auszugleichen, lassen sich zudem Quadrat- bzw. Parallelpole individuell an die Werkstückkontur anpassen. Und sogar für Gussteile mit unebenen Oberflächen ist die Magnetspanntechnik eine ideale Lösung: Die Felddichte ist stark genug, um kleine Luftspalte an der rauen Oberfläche auszugleichen.
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Das Werkstück bleibt vollkommen formstabil.
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Große Gusswerkstücke werden flächig und vibrationsfrei gespannt.
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Besonders schonend
Magnetspannlösungen arbeiten besonders schonend, denn punktuelle Quetschungen oder Werkstückverspannungen bleiben aus. So ist ausgeschlossen, dass die Werkstückoberfläche beschädigt oder das Werkstück deformiert wird. Gerade bei dünnwandigen oder empfindlichen Werkstücken ist dies ein enormer Vorteil. Beim Fräsen großer, flächiger Werkstücke lassen sich auf diese Weise Planparallelitäten von bis zu 0,02 mm erreichen. Hierzu wird zunächst die erste Fläche geschruppt. Anschließend wird das Werkstück gewendet, geschruppt, entspannt und geschlichtet. Dann wird noch einmal gewendet und die erste Fläche geschlichtet.
Die flächige Spannung minimiert zudem Vibrationen und schont die Schneiden. Gerade wenn hochwertige Werkzeuge verwendet werden, senkt die Magnetspanntechnik quasi nebenbei die Werkzeugkosten. Sie kann unabhängig von der jeweiligen Maschine zum Fräsen eingesetzt werden, erfordert keinerlei Planung im Vorfeld und braucht weder Systemtechnik noch eine Systemanbindung. Daher wird sie in der modernen Fräsbearbeitung gerne auch als ergänzende Spannlösung eingesetzt.
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Bearbeitungsmöglichkeit von allen Seiten
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Flach- und Koordinatenschleifen:
Parallelpoltechnik ist Stand der Technik
Am weitesten verbreitet ist die Magnetspanntechnologie beim Flachschleifen. Anwender haben hier schon früh die Vorteile von Parallelpolplatten erkannt. Ohne jegliche Deformation sind kleine wie große Werkstücke innerhalb einer Sekunde gespannt. Auch auf Koordinatenschleifmaschinen macht man sich diesen Vorteil zu Nutze. Elektropermanentmagnete verhindern in beiden Fällen, dass sich die Magnetspannplatten erwärmen. So können Anwender selbst kleinste Toleranzen präzise einhalten.
Drehen und Rundschleifen:
Riesige Ringe deformationsfrei spannen
Beim Drehen und Schleifen von ringförmigen Bauteilen wird die Magnetspanntechnik meist in Form von Radialpolplatten eingesetzt. Das Magnetfeld wirkt bei diesen Platten bis in die äußerste Randzone. So werden auf Schleif- und Drehmaschinen selbst große Werkstücke absolut sicher und deformationsfrei gespannt - ein entscheidender Vorteil gegenüber Planscheiben und Klauenkästen. Bis zu einem Durchmesser von 4000 mm sollten Radialpolplatten aus einem einzigen Stück bestehen. Das sorgt für eine extreme Stabilität bei der Spannung. Bei noch größeren Plattendurchmessern hingegen empfiehlt sich eher eine Segmentbauweise, um den Transport der Magnetspannplatten zu erleichtern.
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Bis zu einem stolzen Durchmesser von 4000 mm sollten Radialpolplatten aus einem Stück gefertigt werden. Das sorgt für eine extrem stabile Spannung der Werkstücke.
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Das Hybridfutter ROTA NCM von SCHUNK bringt enorme Vorteile: Minimale Rüstzeiten, deformationsfreie Spannung, null Vibrationen.
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In Hybridfuttern sind Radialpoltechnik und Zentrierfutter vereint
Vorteilhaft bei Radialpolplatten ist eine mehrstufige Haftkraftregulierung, mit der Werkstücke besonders leicht ausgerichtet werden können, bevor die Permanentmagnete für sicheren Halt sorgen. Aufgrund der flächigen Spannung behalten die Werkstücke dabei ihre Form. Vollkommen vibrations- und deformationsfrei lassen sie sich von drei Seiten bearbeiten. Noch effizienter arbeiten sogenannte Hybridfutter, bei denen die Technologie eines klassischen 3- oder 6-Backen-Zentrierfutters mit der Technologie einer Radialpolplatte verschmelzen. In diesen Futtern werden Werkstücke automatisch von innen oder von außen zentriert und in Sekundenschnelle gespannt. Bei Schleif- und Drehmaschinen mit pneumatischer oder hydraulischer Ansteuerung senken Hybridfutter die Rüstzeiten um bis zu 80 Prozent und bewirken einen deutlichen Produktivitätsschub. Je nach Anwendung macht es Sinn, Radialpolplatten mit automatischer Entmagnetisierung oder mit besonders hohen Magnetkräften einzusetzen.
Lasten heben:
Schnell und sicher
In Form von Lasthebemagneten werden Magnetspannlösungen in der Intralogistik eingesetzt. Sie "greifen" Bauteile schonend und dennoch kraftvoll. Gerade für den Transport von empfindlichen oder dünnwandigen Werkstücken sind Lasthebemagnete eine ideale Lösung. Ebenso gut lässt sich die Technologie auch für Rohre, zylindrische Teile oder große Metall- bzw. Kabelrollen, so genannte Coils, einsetzen. Während herkömmliche Hebezeuge mechanische Beschädigungen der Oberfläche oder der Form verursachen können, sind derartige Schäden beim Einsatz von Lasthebemagneten ausgeschlossen. Hinzu kommt, dass die Sicherheit für Mensch und Material mit Hebemagneten deutlich zunimmt.
Lasthebemagnete gibt es zum einen als kompakte Einheiten, die mechanisch per Hebelmechanismus aktiviert werden. Zum anderen lassen sie sich auch pneumatisch ansteuern. Krananlagen für große Rohre oder Stahlplatten arbeiten in der Regel mit Elektropermanentmagenten.
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Innovativ: Der Magnetgreifer MAU von SCHUNK gewährleistet sicheren und festen Halt beim Handling ferromagnetischer Werkstücke.
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Teile handhaben:
Magnetspanntechnik für den Roboter
Wie vielfältig Magnetspannlösungen einsetzbar sind, zeigt ein Magnetgreifer für Roboter: Adaptiert auf einen Roboterarm sorgt eine Magnetspannplatte bei einem geringen Eigengewicht für sicheren Halt auf kleinstem Raum. Mit dem Magnetgreifer wird die Handhabung ferromagnetischer Werkstücke zum Kinderspiel. Die Elektropermanentmagnete lassen sich dabei in Sekundenschnelle aktivieren.
Umfassende Kompetenz bei Standard- und Sonderlösungen
Als Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme bietet SCHUNK zum einen eine große Auswahl standardisierter Magnetspannmodule für jede nur denkbare Anwendung. Zum anderen entwickelt SCHUNK auch anspruchsvolle Sonderlösungen auf Basis der Magnetspanntechnik. Dabei zahlt sich für Anwender die umfassende Erfahrung von SCHUNK in allen modernen Spanntechnologien aus. Dieses vernetzte Wissen ist die Grundlage für effiziente und wirkungsvolle Lösungen.
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07.2010
Effiziente Spannmittel zum automatisierten Werkzeugschleifen
Beim Werkzeugschleifen entscheiden wenige Tausendstel Millimeter über die Qualität der gefertigten Werkzeugschneiden. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Spannmittel. Angesichts kleiner Losgrößen und unterschiedlichster Werkzeuge sind regelrechte Alleskönner gefragt: Präzise für exakte Schneidengeometrien und -oberflächen. Schlank für einen ungehinderten Schleifscheibenauslauf. Kräftig, damit auch kurze Einspanntiefen und hohe Schleifabträge möglich sind. Variabel, um viele unterschiedliche Schaftdurchmesser abzudecken. Hinzu kommt, dass immer mehr Betriebe automatisierte Schleifmaschinen einsetzen, um die laufenden Kosten zu senken.
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06.2010
Pick & Place Lösungen im Vergleich
Um Bauteile zügig und präzise zu montieren, können Anwender zwischen unterschiedlichsten Pick & Place Lösungen wählen. Die Leistungsmerkmale der Systeme weichen dabei beträchtlich voneinander ab. Wer die optimale Lösung sucht, sollte also genau hinsehen und die jeweiligen Vorteile und Einschränkungen abwägen. Ein Vergleich zeigt, wo die Unterschiede liegen und welche Lösungen sich bei welchen Anwendungen am besten rechnen.
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05.2010
Energieeffizientes Greifen
Energieeffiziente Automationsmodule schlagen im Idealfall zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen sorgen sie dafür, dass der Energieverbrauch eines Handhabungssystems sinkt. Zum anderen lassen sie Taktraten und damit den Output steigen. Das tut sowohl der Umwelt als auch dem Geldbeutel gut. Es lohnt sich für Anwender, wenn sie auf Maßnahmen setzen, die beides können.
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04.2010
Erfolgsfaktor Engineering -
Mit virtueller Simulation zur optimalen Spannlösung
Wie verformt sich ein Bauteil beim Spannvorgang und bei der Bearbeitung? Welche Spannlösung gewährleistet, dass Werkstücke maßhaltig sind? Wie können vorhandene Spannmittel optimal genutzt werden? Auf diese und ähnliche Fragen liefert die virtuelle Simulation wertvolle Antworten. Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) lassen sich unter anderem Verformungen und Belastungen von Bauteilen berechnen. So ist es möglich, einzelne Spannoptionen zu vergleichen und zu optimieren. Das erhöht die Prozess- und Investitionssicherheit, verkürzt die Entwicklungszeit, erleichtert die Auswahl geeigneter Spannmittel und senkt die Kosten.
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03.2010
Magnetspanntechnik - hocheffizient bei unterschiedlichsten Aufgaben
Der Magnetismus gehört zu den faszinierendsten und zugleich einflussreichsten Kräften unseres Universums. Dieselbe Kraft machen sich Ingenieure und Techniker zunutze, um Werkstücke blitzschnell zu spannen oder Bauteile sicher zu heben. Inzwischen hat sich die Magnetspanntechnik in unterschiedlichsten Bereichen etabliert: Beim Schleifen ebenso wie beim Fräsen und beim Drehen, bei mobilen Lasthebeeinheiten in der Fertigung ebenso wie bei riesigen Krananlagen. Längst ist es kein Geheimtipp mehr, dass Magnetspannlösungen Rüstzeiten um bis zu 80 Prozent reduzieren, dass sie Werkstücke vollkommen deformationsfrei spannen oder selbst Coils sicher transportieren.
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02.2010
EU-Förderung macht Servicerobotern Beine
Experten sagen der Servicerobotik eine große Zukunft voraus. Kein Wunder: Moderne Roboteranwendungen bieten enorme Potenziale für Wirtschaft und Gesellschaft. Erste Pilotanwendungen zeigen bereits heute, wie der Roboter immer mehr zum intelligenten Helfer des Menschen werden kann. Zusätzlich zu Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen sollen künftig vor allem auch Industrieunternehmen die Entwicklung in diesem Bereich vorantreiben und in die Realität übertragen. Aus diesem Grund hat sich die Europäische Union entschlossen, den Know-how-Transfer zwischen Forschungseinrichtungen und Industrie finanziell zu fördern und zu intensivieren.
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01.2010
Flexibel packen und palettieren
Bei großer Variantenvielfalt und häufigen Sortimentswechseln sorgen adaptive Handhabungssysteme für Dynamik und Wirtschaftlichkeit
Jede Woche eine neue Welt - immer schneller wird eine Produktgeneration von der nächsten abgelöst. Was im Handel für neue Impulse sorgt, ist für den Verpackungsprozess eine echte Herausforderung: Gefragt sind immer häufiger schnelle, prozesssichere und zugleich hochflexible Automatisierungslösungen. Mit ihnen lassen sich die Handlingkosten auch bei wachsender Produktvielfalt unter Kontrolle halten.
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