Grundlagen & Qualität
- Kugellager
- Motor
- Sperrluft
- Ansteuerung HF-Umformer
- Pneumatischer Werkzeugwechsel
- Temperatur-Überwachungssensorik
- Kühlkompressor-Aggregate / Spindelkühler
- Drehgeber
Kugellager
Für den reibungslosen (-armen) Betrieb von HSC-Spindel, im wahrsten Sinne des Wortes, sind Kugellager von höchster Präzision und Güte erforderlich. Wir verwenden ausschließlich Kugellager renomierter, deutscher Hersteller. Je nach Spindel-Typ und unseren Erfahrungswerten, werden reine Stahl-Kugellager oder Hybrid-Kugellager eingesetzt. Bei Hybrid-Kugellagern bestehen der Außen- und Innenring aus hochlegierten Stahl, wobei die Kugeln aus Keramik gefertigt sind. Alle Kugellager-Typen werden mit einer wartungsfreien Lebensdauerfettschmierung betrieben. Hybrid-Kugellager zeigen in Bezug auf Reibungs- und Verschleißverhalten deutliche Vorteile.
Motor
Zwanzig HF-Spindeln werden von 3phasigen Asynchron-Drehstrommotoren angetrieben. Diese bestechen durch ihre Robustheit und ein hohes Drehvermögen. In Asynchronmotoren bestehen die Spulen im Rotor aus kurzgeschlossenen Leiterschleifen. Durch das sich ändernde Magnetfeld des Stators wird in den Leiterschleifen des Rotors ein Magnetfeld induziert, welches dem Magnetfeld des Stators entgegen gerichtet ist. Die entstehenden Kräfte üben ein Drehmoment auf den Rotor aus, welcher sich von einem sich rotierenden Stator-Magentfeldes, mitziehen lässt. Der Rotor dreht sich.
Sperrluft
Der Einsatz einer pneumatischen Abdichtung (Sperrluft) bietet den größtmöglichen Schutz vor eindringenden Schmutz und Kühlschmierstoffen. Über einen Schlauchanschluss der HSC-Spindel wird diese mit Druckluft versorgt. Mit einer Druckbeaufschlagung von ca. 2 bar stellen Sie die Abdichtung sicher.
Ansteuerung HF-Umformer
Neben der manuellen können HF-Umformer durch eine übergeordnete Steuerung (SPS) betrieben werden. Hierfür stehen an den Geräten Digitaleingänge für ein Start/Stopp-(Betrieb freigeben)-Signal und ein Analogeingang für die Drehzahlsteuerung zur Verfügung. Durch das Anlegen einer Spannung von 24 V am Digitaleingang erzeugen Sie das Startsignal um den Betrieb freizugeben. Für die Drehzahleinstellung muss am Analogeingang eine Spannung zwischen 0 – 10 V angelegt werden. Hierbei entspricht eine Spannung von 10 V der maximalen Drehzahl bezüglich der aktiven Kennlinie des HF-Umformers für die HSC-Spindel. Der Verlauf ist linear.
Pneumatischer Werkzeugwechsel
Mit pneumatischen Werkzeugwechselsystemen können Arbeitsprozesse auch mit unterschiedlichen Werkzeugen voll automatisiert durchgeführt werden. Es wird hierbei zwischen dem pneumatischem Direkt-Wechsel und dem pneumatischem Kegel-Wechsel unterschieden.
Beim Direkt-Wechsel verbleibt die Spannzange während des Werkzeugwechsels in der Spindel und es wird nur das Werkzeug selbst gewechselt.
Beim Kegel-Wechsel wird der komplette Spannkegel mit dem darin bereits in einer Spannzange befindlichen Werkzeug gewechselt. Pneumatische Kegel-Wechsel-Systeme bieten darüber hinaus den Vorteil, dass der Wechsel-Vorgang induktiv überwacht werden kann. Hierdurch wird eine nochmals erhöhte Prozesssicherheit
gewährleistet.
Temperatur-Überwachungssensorik
Um Beschädigungen des Motors bzw. der Kugellager, infolge von Überlastung oder Defekten, zu vermeiden sind HF-Spindeln ab einer Leistungsklasse von 400 Watt mit Temperatur-Sensoren ausgerüstet. Diese PTC oder KTY Sensoren werden von den entsprechenden Frequenzumformern ausgewertet. Je nach Ausführung und Charakteristik des Sensors bzw. des Frequenzumformers wird die HF-Spindel, nach einer Warnmeldung, kontrolliert abgebremst und gestoppt. Hierdurch können kostenintensive Reparaturen vermieden werden.
Kühlkompressor-Aggregate / Spindelkühler
HSC-Motor-Spindeln müssen ab definierten Leistungsklassen flüssigkeitsgekühlt werden, um eine gute Wärmeableitung realisieren zu können. Die Flüssigkeitskühlung bietet Vorteile wie:
- Höhere Motor-Abgabeleistung
- Geringerer Kugellager verschleiß
- Geringere Wärmeausdehnung
- Höhere Prozesssicherheit
Drehgeber
Moderne Frequenzumformer sind in der Lage den Stillstand der Spindelwelle sicher zu erkennen und diese an eine übergeordnete Steuerung (SPS) zu melden. Nahezu 100 % Sicherheit gewähleisten jedoch Drehgeber, welche in der HF-Spindel installiert sind und mit Hilfe einer Elektronik das Rotieren der Spindelwelle auswerten. Diese Daten werden an den Frequenzumformer übermittelt. Bei HF-Spindeln mit pneumatischen Werkzeugwechselsystemen kann somit ein Betätigen des Pneumatikzylinders für den Werkzeugwechsel bei noch rotierender Spindelwelle mit höchstmöglicher Sicherheit vermieden werden.