Automatisierungslösungen zur Gewindefertigung in Stanzwerkzeugen werden am häufigsten mit mechanischen Gewindeformeinheiten realisiert. Diese herkömmlichen Werkzeugkomponenten verursachen jedoch hohen Aufwand beim Umrüsten auf andere Werkzeuge oder Stanzteile. Mitunter sind solche Umrüstungen auch technisch nicht realisierbar oder unwirtschaftlich, sodass der Gewindeformer für ein Werkzeug und ein Stanzteil genutzt wird.

Mit der S-Former-E-Produktlinie will Steinel neue Standards in Sachen Flexibilität setzen sowie Produktionsprozesse bei Steigerung der Produktqualität und Prozesssicherheit vereinfachen. Christian Pape, Leiter Vertrieb und Marketing bei Steinel: „Beim S-Former E ging es uns nicht nur darum, unseren Kunden ein produktionssicheres Gewindeformsystem für die Integration in Stanzwerkzeuge zu bieten. Wir wollten einen flexibel einsetzbaren Standard schaffen, der den Werkzeugbauern das Leben erleichtert und die Mehrfachnutzung der Systeme in unterschiedlichen Anwendungen gestattet.“ Der S-Former E kann dank seines eigenständigen Antriebs daher auch autark eingesetzt werden, etwa am Rundtisch, wo laut Steinel bereits Anwendungen mit Aussortierlogik und Weichensteuerung realisiert wurden.

Vorteile für Hersteller von Stanzbiegeteilen

Der S-Former E ist ein System für das prozessintegrierte Gewindeformen. Damit können Gewinde von hoher Qualität direkt im Stanz- und Biegeprozess realisiert werden. Im Gegensatz zum Gewindeschneiden wird beim Formen das Metallgefüge verdichtet. Daher verfügen geformte Gewinde über eine höhere Festigkeit, Stabilität und Langlebigkeit. Das spanlose Verfahren ermöglicht einen sauberen Prozess, und die Integration in das Stanz- und Biegewerkzeug gestattet hohe Fertigungsgeschwindigkeiten und verringerte Handlingkosten.

Der S-Former E besteht aus mehreren Formerköpfen, die mit Servomotoren angetrieben werden, und einer SPS-Steuerung. Die Köpfe stehen in vier Größen für Gewindedurchmesser von 1 bis 26 mm zur Auswahl, wobei bis zu vier gleichzeitig von einer Steuerung angesteuert und überwacht werden können. Bei Bedarf lässt sich die Steuerung für weitere Köpfe aufrüsten.

Die verfügbaren Drehmomente, Drehzahlen und Beschleunigungen ermöglichen Taktzahlen von bis zu 160 Hüben pro Minute. Die Bewegung des Formers zum Werkstück erfolgt pneumatisch, die Steigung wird durch den Former vorgegeben, der sich in das Werkstück hineinzieht. Dadurch ist der Formprozess frei von Axialkräften, was lange Standzeiten des Gewindewerkzeugs und hohe Gewindequalitäten ermöglicht. Drehzahl und Beschleunigung können über die Steuerung individuell auf die jeweiligen Werkzeuge und Prozesse abgestimmt werden. Weil der Antrieb des S-Former E unabhängig von Werkzeug und Presse ist, kann er mit wenigen Handgriffen aus einem Werkzeug aus- und in ein anderes eingebaut werden. So müssen Stanzbetriebe nicht jedes Werkzeug mit eigenen Formerköpfen ausstatten, so lange diese nicht gleichzeitig im Einsatz sind. Die Formerköpfe lassen sich durch ihre standardisierten Abmessungen und kompakte Bauweise einfach und platzsparend in die Werkzeuge integrieren.

Der Gewindeformer kann durch das Schnellspannsystem mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden. Damit will Steinel die Stillstandzeiten in der Fertigung verkürzen. Durch einen Druck auf den Druckteller lässt sich der Gewindeformer lösen und durch einen neuen ersetzen. Eine Vierkantmitnahme im Einsatz gewährleistet eine sichere Drehmomentübertragung und verhindert ein Durchrutschen des Formers.

Prozesssicher, flexibel, komfortabel

Der S-Former E bietet verschiedene Überwachungsfunktionen, was sich positiv auf die Prozesssicherheit und Produktqualität auswirkt. Features wie Anstanzmodus, Watchdog, Produktions- und Fehlerstatistiken im Tages-, Monats- und Jahresverlauf sowie Langzeitprotokollierung gestatten eine reibungslose Produktion und bieten relevante Daten, um Maschinenstillstände und Fehlerteile zu vermeiden. Zur Diagnose von Störungsursachen und zur Unterstützung von Servicetätigkeiten verfügt der S-Former E über Möglichkeiten zur Fernwartung.

Jeder Formerkopf kann individuell parametriert werden, die Einstellungen in Programmen lassen sich abspeichern. Dadurch kann der Wechsel von einer Produktionsreihe zur nächsten ohne unnötige Zeitverzögerung erfolgen. Die übersichtliche, mehrsprachige Nutzoberfläche und das 12"-Touch-Display führen den Bediener komfortabel durch die Menüs und bieten ihm verständlich aufbereitet alle wichtigen Informationen.

Zur Vorbereitung der Prozessüberwachung wird per Teach-in-Verfahren in mehreren Zyklen der Drehmomentverlauf bei optimaler Systemfunktion aufgezeichnet und gemittelt. Durch die manuelle Definition kritischer Toleranzbereiche wird eine Hüllkurve berechnet, die mit der letzten Drehmomentkurve grafisch dargestellt werden kann. Für eine höhere Genauigkeit kann die Überwachung auf einen selbst definierten Sektor mit engen Toleranzen beschränkt werden.

Während der Produktion wird der Drehmomentverlauf permanent gemessen und mit der Hüllkurve verglichen. Liegt die Drehmomentkurve innerhalb der Hüllkurve, gibt die SPS ein Signal an die Pressensteuerung und der nächste Vorschub setzt ein. Liegt sie außerhalb, wird die Presse angehalten und Fehlerursachen wie ein verschlissener Former, falsche Lage des Werkstücks oder ein zu großes oder zu kleines Stanzloch können behoben werden. So wird sichergestellt, dass kein Werkstück mit fehlerhaftem Gewinde die Fertigung verlässt. Die Daten können jederzeit, auch im laufenden Betrieb, auf dem Display visualisiert und im Rahmen der Prozess- und Qualitätssicherung als Nachweis für eine fehlerfreie Fertigung ausgegeben und weiterverarbeitet werden.

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