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Rohrendenbearbeitung

Mehrfachoperationen beim Axialumformen ermöglicht

| Autor/ Redakteur: Armin Fiack / Stéphane Itasse

Rohrendenbearbeitung Bei der Rohrendenbearbeitung waren Mehrfachoperationen bisher nur mit nachgeschalteten Prozessen zu realisieren. Eine neuartige Maschine mit pulsierenden Bewegungen erleichtert jetzt diese Aufgaben deutlich.

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Die Axialumformmaschine WS-400 e-drive kann mithilfe ihrer präzise ansteuerbaren NC-Achsen auch Mehrfachoperationen bei der Rohrendenbearbeitung durchführen.
Die Axialumformmaschine WS-400 e-drive kann mithilfe ihrer präzise ansteuerbaren NC-Achsen auch Mehrfachoperationen bei der Rohrendenbearbeitung durchführen.
( Bild: EKF Werkzeug und Maschinenbau )
  • Zwei präzise ansteuerbare NC-Achsen erlauben das Umsetzen von Mehrfachoperationen bei der Rohrendenbearbeitung mit entsprechend ausgelegtem Werkzeug.
  • Die Hybridmaschine arbeitet deutlich energieeffizienter als Maschinen mit rein hydraulischem Antrieb.
  • Eine einfache Kraft- und Positionsregelung eröffnet den Weg zur unkomplizierten Programmierung unterschiedlicher Geschwindigkeits- und Fahrprofile.

Bisher waren Mehrfachoperationen an Rohrenden wie das Einziehen, Aufweiten, Bördeln, Rollieren, Sicken von Rohrenden in Verbindung mit gleichzeitigem Lochen, Dallen, Abflachen, Durchstellen, Kneten oder Hämmern mit marktüblichen hydraulischen Umformmaschinen nicht in einem Prozess darzustellen. Notwendig waren nachgeschaltete, zusätzliche Prozesse. Die neuartige Axialumformmaschine WS-400 e-drive der EKF GmbH mit Sitz in Schmelz im Saarland verfügt jetzt über zwei NC-Achsen – sowohl die Umformachse als auch die Klemmachse sind auf den Hundertstelmillimeter wiederholgenau ansteuerbar. Damit ist die Maschine in der Lage, auch definiert pulsierende Bewegungen auszuführen. Die Umsetzung von Mehrfachoperationen ist dadurch einfach umsetzbar, wenn die entsprechende Werkzeugauslegung zugrunde liegt.

Die Axialumformmaschine ist für eine Haltekraft von 400 kN und eine Umformkraft von 300 kN konzipiert und steht damit den weitverbreiteten hydraulischen Versionen von der Umformkraft her in keiner Hinsicht nach. Mit hoher Beschleunigung und einer Vmax von 180 mm/s sind die Antriebsachsen für kurze Zykluszeiten konzipiert, was eine Zeit- und Kostenersparnis von bis zu 50 % ermöglicht.

Hoher Automatisierungsgrad bei Mehrstufenumformung

Die WS-400 e-drive verfügt standardmäßig über einen Vierfach-Werkzeugwechsler, der einen hohen Automatisierungsgrad bei der Mehrstufenumformung ermöglicht. Diese ebenfalls NC-gesteuerte Achse kann auch als umformseitiger Längenanschlag dienen. Damit macht sie einen separaten, meist pneumatisch angetriebenen Längenanschlag entbehrlich.

Die Axialumformmaschine hat zudem eine Schnittstelle für bereits im Einsatz befindliche Umformwerkzeuge. Die Schnittstelle zu den vorhandenen Werkzeugen wird mit entsprechenden Adapterplatten realisiert. Damit kann man die WS-400 e-drive nutzten, ohne in neue Werkzeuge zu investieren. Die Serienproduktion kann unterbrechungsfrei weiterlaufen.

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Das hybride Antriebskonzept der Maschine verbindet die Vorteile der Servotechnik mit denen des Hydraulikzylinders. Das Ergebnis sind hohe Umformkräfte bei minimalem Verschleiß und langer Lebensdauer. Mit diesem Maschinenkonzept reagiert die EKF GmbH Maschinenbau auf Forderungen des Marktes nach Alternativen zu rein hydraulischen Antrieben, ohne auf Kraft und Überlastschutz verzichten zu müssen. Die WS-400 e-drive ist energieeffizient im Vergleich zu rein hydraulischen Maschinen, weil nur dann Energie verbraucht wird, wenn die Linearachsen in Bewegung sind. Der Servoantrieb CLDP von Voith ist eine Linearachse, die eine hohe Leistungsdichte und eine hohe Dynamik bietet. Die Hauptkomponenten des Antriebes sind ein Servomotor, eine Innenzahnradpumpe und ein Hydraulikzylinder. Die Komponenten sind zu einer kompakten, autarken Einheit verbunden, die weder einen Ölbehälter noch ein Hydraulikaggregat erfordert. Die Verrohrung des Aggregates mit der Steuereinheit und dem Zylinder sowie Ölfüllungen und Filterwechsel entfallen. Somit kann der Aufstellungsort der Anlage wesentlich verkleinert gewählt werden. Zudem bietet der autarke Linearantrieb mit hydraulischer Kraftübertragung Überlastsicherheit sowie einen nahezu verschleißfreien Betrieb.

Unterschiedliche Profile einfach zu programmieren

Die Kraft- und Positionsregelung erfolgt einfach, präzise und prozesssicher. Die rotierende Motorbewegung ist fest mit der linearen Zylinderbewegung verknüpft, die Drehzahl und Drehrichtung des Servomotors bestimmen die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Linearzylinders. So können unterschiedliche Geschwindigkeits- und Fahrprofile einfach programmiert werden.

Der autarke Kompaktantrieb wird bei der Montage in der Maschine mit wenigen Schrauben an die mechanische Schnittstelle montiert und über elektronische Schnittstellen und eine elektrische Schnittstelle mit dem Umrichter verbunden. Zusätzlich können eine Vielzahl an Sensoren für Industrie 4.0 integriert werden. Wartungsintervalle von drei Jahren beziehungsweise 20.000 h sind weitere Vorteile, die sich in den Betriebskosten positiv bemerkbar machen.

* Armin Fiack ist Betriebsleiter bei der EKF Werkzeug und Maschinenbau GmbH in 66839 Schmelz

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