Fibro: Gewindeformen in Umformwerkzeug integriert

Gewinde effizient beim Stanzen formen

| Redakteur: Konrad Mücke

Beim hochproduktiven Stanzen und Umformen von Blechen lassen sich mit den Gewindeformern des modularen Systems Fetu Gewinde einbringen
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Beim hochproduktiven Stanzen und Umformen von Blechen lassen sich mit den Gewindeformern des modularen Systems Fetu Gewinde einbringen (Bild: Fibro GmbH)

Beim Stanzen und Tiefziehen in einem Arbeitsablauf Gewinde in Blechteile einzubringen verkürzt erheblich die Durchlaufzeiten und den Arbeitsaufwand. Dafür konzipiert ist das modulare Werkzeug- und Antriebssystem Fetu von Fibro mit Varianten für Gewinde M 0,8 bis M 24.

Das System zum Gewindeformen eignet sich für Stanz- und Umformwerkzeugen, Stanz-Biegeautomaten, Vorrichtungen, Transferpressen und automatisierte Sonderanlagen. Angetrieben werden die Gewindeformer von einem hochdynamischen Servomotor. Er treibt die Werkzeugspindel über eine ausziehbare Gelenkwelle an. Innerhalb nur 25 ms kann er das Gewindeformwerkzeug auf die erforderliche Drehzahl beschleunigen. So ist gewährleistet, dass das Formerwerkzeug vor Eindringen in das Werkstück die optimale Schnittgeschwindigkeit erreicht. Diese kann über 100 m/min betragen. Somit kann die Umformpresse auch die kalkulierte Hubgeschwindigkeit einhalten. Stillstandszeiten vermeidet die besonders lange Standzeit der Gewindeformer bei höchster Prozesssicherheit.

Flexibel dank modularem Aufbau

Das Werkzeug- und Antriebssystem Fetu ist höchst flexibel. Es ist modular aufgebaut. Die Leitspindel und das Werkzeug können passend zum benötigten Gewindedurchmesser gewechselt werden. Zudem lassen sich die Prozessparameter jeweils individuell zum Werkzeug, zur Umformgeschwindigkeit und zum Gewinde frei programmieren. Das erübrigt aufwendiges Umrüsten und Justieren der Gewindeformereinheiten.

Anstelle des nicht spanenden Gewindeformers arbeitet das System als Option auch mit Gewindebohrern. Über die bewegliche Gelenkwelle lässt sich das System auch an schwer zugänglichen Positionen und in ungewöhnlichen Winkeln einsetzen. Alternativ kann der Servomotor unmittelbar mit dem Formerkopf verbunden werden.

Der Kopf der Gewindeformereinheit wird direkt in das jeweilige Umformwerkzeug eingebaut. Die weiteren Komponenten, wie der Servomotor oder ein optionales Winkelgetriebe, können außerhalb platziert und über die Gelenkwelle mit dem Formerkopf verbunden werden. Die Ein- und die Ausfahrgeschwindigkeit lassen sich unabhängig voneinander einstellen. Das sorgt für höchste Produktivität, Verglichen mit konventionell angetriebenen Gewindeformeinheiten kann sie verdoppelt werden. Aufgrund seines modularen Aufbaus und der freien Programmierung lässt sich das System Fetu innerhalb kürzester Zeit in eine Vielzahl an Umformwerkzeugen integrieren, schnell in Betrieb nehmen und in der Serienfertigung produktiv nutzen. Beispielsweise fertigen Hersteller in der Elektroindustrie bis zu 160 Gewinde M4 minütlich prozesssicher in grossen Serien. Zulieferer in der Automobilindustrie fertigen auf Umformpressen bei 50 Hubbewegungen pro Minute in einem Werkzeug parallel vier Gewinde M8 auf 14 mm Tubentiefe.

Rasche Inbetriebnahme

Bei der Inbetriebnahme entfallen aufwendige Feinabstimmungen. Zudem lassen sich die Prozesse exakt überwachen. Über eine Auto-Teach-Funktion ermittelt das System automatisch die für den jeweiligen Prozess optimalen Parameter. Diese werden in der laufenden Fertigung überwacht. Dazu nutzt die Steuerung die elektrischen Ströme des Antriebsmotors. Zusätzliche, den Betrieb des Umformwerkzeugs behindernde Leitungen entfallen. Bei einem Werkzeugbruch, bei Verschleiss des Werkzeugs oder bei Abweichungen des Kernlochs werden auch hochdynamische Prozesse innerhalb kürzester Zeit unterbrochen. Das Gewindeformwerkzeug fährt aus dem Gefahrenbereich automatisch in eine sichere Position. Das vermeidet Fehler am Bauteil sowie Schäden am Werkzeug und an der Maschine. Sämtliche Daten zu den Prozessen können in der Steuerung ausgelesen und als QS-Protokoll erfasst werden.

Daten in Pressensteuerung übernehmen

Die zum Beurteilen des Gewindeformens wichtigsten Parameter lassen sich über eine definierte Schnittstelle direkt in die Steuerung von Pressen des Herstellers Schule übernehmen. Vor allem bei Servopressen kann der Gesamtprozess auf Basis dieser Echtzeitdaten hocheffizient optimiert werden. Dabei wird der Prozess des Gewindeformens nach wie vor an der Steuereinheit des Systems Fetu programmiert. Die für den jeweiligen Prozess erforderlichen Daten für Gewindedurchmesser, Gewindetiefe (mm), Geschwindigkeit beim Ein- und Ausfahren (m/min) und die Toleranzbreite der Prozessüberwachung werden einmalig definiert und gespeichert. Bei einem Werkzeugwechsel beziehungsweise bei einem Wechsel der Steuereinheit an eine andere Presse ruft der Bediener lediglich den passenden Datensatz auf, um den Prozess wiederholgenau ablaufen zu lassen.

Flexibel programmierbar

Für einen komfortablen, schnellen Wechsel des Gewindeformwerkzeugs lässt sich bei jedem Datensatz eine individuelle Werkzeugwechselposition speichern. Diese fährt die Presse auf Tastendruck an. Darüber hinaus können über die Steuerung des Systems Fetu zusätzliche Aktoren, zum Beispiel Pneumatikzylinder, angesteuert werden. Das ermöglicht beispielsweise, den Blechstreifen bereits vor dem Auftreffen der Niederhalteplatte zu fixieren. Somit kann das Formen der Gewinde vor dem Umformvorgang des Presswerkzeugs beginnen. Dabei werden sowohl die Position des Zylinders als auch der beaufschlagte Druck permanent überwacht. Zum optimalen Schmieren des Gewindewerkzeugs gibt es vom Hersteller eine flexible und kompakte Dosiereinheit mit volumetrischer Dosierpumpe. Eine speziell für Stanz- und Umformprozesse ausgelegte Ringdüse beölt die Bleche präzis und prozessstabil. Alternativ können Formerköpfe mit innerer Kühlmittelzufuhr eingesetzt werden. Für höchste Flexibilität und einfache Parametrierung ist die Dosiereinheit direkt in die Steuerung der Gewindeformereinheit eingebunden.

Als Option erstellt der Hersteller Fibro anwendungsspezifische Sondergeräte. Das betrifft beispielsweise mehrfach angeordnete Gewindeformerköpfe und Gewindeformsysteme, die sich als kompakte und komplette Einheiten wie Umformwerkzeuge in die Pressen einsetzen lassen.

Kompakte Einheiten für kleinste Gewinde

Speziell für kleinste Gewindedurchmesser hat der Hersteller eine Miniatureinheit entwickelt. Ihr Konzept und ihre Funktionen entsprechen denjenigen der grösseren Gewindeformsysteme. Sie sind jedoch deutlich kompakter aufgebaut. Nur 30 mm breit lässt sich der Miniformerkopf auch in kleinste Werkzeuge integrieren. Die dazugehörigen Miniaturmotoren sind hinsichtlich ihrer Leistung und Robustheit den grösseren Systemen vergleichbar. Die Miniatureinheiten gibt es für Gewinde bis M3,5. Sie können Gewinde mit 0,2 bis 0,6 mm Steigung fertigen. - kmu - SMM

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