Die Wartung der Werkzeugaufnahme bei einem solchen Wechsler in einer CNC-Maschine ist von entscheidender Bedeutung. Sonst können durch die Kühlschmierstoffe Verklebungen entstehen. - (Bild: Innotech)
Die Werkzeugaufnahme gilt in einem modernen CNC-Bearbeitungszentrum als eines der Herzstücke. Handelte es sich dabei früher um einfache Spannfutter oder Adapter, sind es heute hochtechnische Lösungen, die bei einem Ausfall für lange Stillstandszeiten sorgen können - und das kann teuer werden.
Denn die Werkzeugaufnahme, egal ob mit Morse-, mit Steil- oder mit Hohlschaftkegel, soll nicht nur einen schnellen Wechsel eines Fräsers, Bohrers oder anderer Komponenten sorgen - sie soll auch sicherstellen, dass die Fertigung des Werkstücks mit hoher Genauigkeit erfolgen kann. Eine passende Instandhaltung ist daher von zentraler Bedeutung. In diesem Artikel erklären mit Norbert G. Kefes und Helmut Mertens, beide vom Unternehmen Innotech, zwei Experten für CNC-Anlagen, warum die Werkzeugaufnahme verkleben kann und wie die richtige Wartung aussehen sollte.
Mögliche Störungsquellen in der Werkzeugaufnahme
Neben mechanischen Störungen durch Materialverschleiß oder ähnlichem, ist in der Regel eine Verklebung der Greif- und Spannvorrichtungen der Werkzeugaufnahme zu erwarten, die bei mangelnder Wartung die Maschine beschädigen kann.
Einige der hierdurch hervorgerufenen Störfälle können sein:
Das Werkzeug klebt im Magazin:
In der Folge kann der Greifer das Werkzeug nicht aus dem Magazin holen und es kommt zur Störungsmeldung. Die CNC-Anlage steht, der Bediener muss das Werkzeug von Hand aus dem Magazin entfernen und in die Werkzeugaufnahme einsetzen.
Das Werkzeug klebt in der Spindel:
Der Greifer kann das Werkzeug nach der Benutzung nicht aus der Werkzeugaufnahme entfernen. Es kommt zu einer Störungsmeldung. Die Maschine steht und der Bediener muss das Werkzeug von Hand aus der Spindel entfernen.
Das Werkzeug wird vom Greifer nicht richtig gegriffen:
Im schlimmsten Fall kann das Werkzeug aus dem Greifer herausfallen. Entweder es fällt in die Maschine oder in den Magazinbereich. Egal wie, der Bediener muss das Werkzeug holen, auf eventuelle Beschädigungen kontrollieren und von Hand einsetzen.
Greifer setzt das Werkzeug asymmetrisch in die Spindel ein:
Der Greifer holt zwar das Werkzeug, durch die Verklebungen am Konus wird es aber nicht symmetrisch in den Werkzeugspanner der Spindel eingesetzt. Es kommt zu Maßabweichungen im Zerspanungsprozess. Es muss eventuell nachgearbeitet werden oder es wird Ausschuss produziert.
Das Werkzeug kann nicht mit der vorgesehenen Einzugskraft gehalten werden:
Wenn der Werkzeugkegel, die Spindelaufnahme, oder im schlimmsten Fall beide, nicht sauber sind, zieht der Greifer das Werkzeug nicht mit der vorgesehenen Kraft in die Spindel. Das Ergebnis ist möglicherweise ein schief eingesetztes Werkzeug oder es fällt heraus. Die Auswirkungen sind bereits oben beschrieben worden.
In allen eben beschriebenen Fällen könnte, wie bereits erwähnt, eine Verklebung oder Verharzung der Werkzeugkegel, der Greif- und Spannvorrichtungen die Ursache der Störungen sein.
Die Ursache des Verklebens
Es mag im ersten Augenblick paradox erscheinen, dennoch ist der Ölgehalt des Kühlmittels die Ursache.
Der Grund ist leicht zu erklären. Während das Werkzeug im Einsatz ist, kommt es mit Kühlmittel in Berührung, beziehungsweise wird dem öligen Nebel des Kühlmittels ausgesetzt. Nach erfolgtem Arbeitsvorgang wird das bisher benutzte Werkzeug durch ein nächstes ausgetauscht. Das Werkzeug wird zurück in das Magazin verbracht und wartet auf seinen nächsten Einsatz.
In dieser Zeit trocknen die Kühlmittelreste an der Werkzeugoberfläche. Wie wir wissen, verharzt und verklebt Öl im Laufe der Zeit. Die Werkzeugoberfläche wird klebrig und die mechanische Beweglichkeit in den Greifelementen wird, wie oben dargelegt, gestört. Die Werkzeuge werden nicht mehr richtig gegriffen oder gespannt.
Hierbei ist es im Übrigen völlig egal, um welche Art von Werkzeugaufnahme es sich handelt. Die Wirkung der Ölverharzung ist immer die gleiche. In jedem Fall bedeutet eine Störung im Werkzeugwechsler Stillstand der Maschine, und Produktionsbehinderung- beziehungsweise Produktionsausfall. Die Dauer der Produktionsstörung ist natürlich von Fall zu Fall verschieden. Eines kann jedoch hier gesagt werden: Die finanzielle Auswirkung ist in jedem Fall enorm!
Die Lösung für die Instandhaltung
Die Lösung für die Instandhaltung ist relativ einfach. Sowohl als vorbeugende Maßnahme im Sinne der "Predictive Maintenance", also der vorbeugenden Wartung und Pflege von Werkzeugaufnahmesystemen, als auch im akuten Störungsfall, ist der Rückgriff auf ein entsprechendes, nicht ölhaltiges Fluid wie das HLW100 eine gute Wahl. Das Innotech-Produkt ist mit der firmeneigenen Tricomplex Technology ausgestattet. Ein solches Wartungsspray hat folgende Vorteile:
1. Es beinhaltet einen Reinigungskomplex, welcher die Gelenke der Spannvorrichtung und die Kegel der Werkzeuge sicher von Ablagerungen und Verharzungen reinigt.
2. Die wirksamen Additive sorgen für eine sichere wie langanhaltende Beweglichkeit aller Gelenke, der Greifelemente, der Sauberkeit der Werkzeugkegel und für den sicheren Korrosionsschutz.
3. Die Substanzen sind alterungsbeständig und verharzen nicht.
4. Die Wirkung bleibt trotz der Benetzung durch den Kühlschmierstoff erhalten.
