Diese Informationen machen die Spanntechnik zu einem wichtigen Datenbaustein im Rahmen der Digitalisierung von Zerspanungsprozessen. Im Fokus stehen die Prozesssicherheit, Produktivität und Transparenz vor, während und nach der Bearbeitung sowie ein reibungsloses Zusammenspiel mit anderen am Prozess beteiligten Komponenten.
Intelligente Spannmittel
Maschinentisch: Um Stark Nullpunktspannsysteme zu digitalisieren, wurde das modulare System Stark.intelligence entwickelt. Jede Spannvorrichtung bekommt hierbei eine eigene Multi-Sensor-Einheit. Deren Sensoren erheben Informationen zum gegenwärtigen Zustand: Sie messen Wege und damit Positionen, Temperaturen und Drücke. Eine Zentraleinheit empfängt und bündelt die Daten von mehreren Einheiten. Anschließend gibt sie die Daten via IO-Link-Schnittstelle (induktiv oder kabelgebunden) an unterschiedliche Endgeräte aus. Der Maschinenbediener sieht sie auf dem Display seiner Steuerung, die Mitarbeiter von Instandhaltung und Qualitätssicherung auf ihren Rechnern – und bei Störungen wird zusätzlich der Servicetechniker auf seinem Smartphone benachrichtigt.
Werkstückspannsysteme (Werkstückspannung): Durch programmierbare Bewegungsprofile des Werkstückspannsystems kann eine große Variantenvielfallt in nur einem Spannsystem vollautomatisiert gefertigt werden. Einlegeposition, Spannhub und Spannkraft lassen sich für jedes Bauteil individuell programmieren. Die Informationen zur Spannbackenposition und Spannkraft werden über elektronische Signale der Steuerung übermittelt. Eine hohe Flexibilität erreicht das Spannsystem schon alleine durch seinen großen Spannbackenhub. Ein Spannbackenwechsel ist somit in vielen Fällen nicht notwendig; das erhöht deutlich die Spindellaufzeit.
Hydraulische Vorrichtungselemente (Werkstückspannung): Auch Spannelemente für die Serienproduktion sind bereits mit angepassten Sensoren bestückt, wobei alle relevanten Informationen als Datenpaket der Steuerung zur Verfügung gestellt werden. Alle wichtigen Informationen zum Hauptspannpunkt sind Spannposition, Spannkraft und Auflagekraft. Diese Daten in Kombination erzeugen ein präzises Zustandsbild zum Spannpunkt. Des Weiteren lassen sich Bearbeitungskräfte (im Grenzbereich) am Spannpunkt detektieren. Die Datenerfassung aus den Spannpunkten und der Spindelkraftaufnahme geben Rückschlüsse zur Bearbeitung. Fehler oder Probleme beim Einfahren des Fertigungsprozesses sind dadurch frühzeitig transparent und können in kürzester Zeit abgestellt werden. Darüber hinaus liefert die Wegsensorik auch Informationen zum Fitnesszustand der Spannelemente, die sich für eine vorbeugende Wartung nutzen lassen.
Bild: Römheld GmbH Friedrichshütte 
Hauptspannpunkt mit einem sensorisch überwachten Schwenkspanner – Bild: Römheld GmbH 
Hilma MCP-Spannsystem Sensorline mit integriertem Messsystem – Bild: Stark Spannsysteme GmbH
Elektromechanische Spannmittel im Trend
Ein weiterer Trend sind elektromechanisch angetriebene Spannmittel mit integrierter Datenschnittstelle, die Daten sowohl über die Sensorik als auch über den Antrieb liefern. Zur Roemheld Produktfamilie gehören bereits heute Schwenkspanner, Schraubstock-Spannsysteme und Nullpunktspannsysteme.
Der vor einigen Jahren entwickelte elektromechanische Schwenkspanner ist heute in vielen Anwendungsgebieten im Einsatz: in Motor- und Getriebeprüfständen oder in der Robotik als Sondergreifer, im Bereich der Luftfahrt, in Montageeinrichtungen, Zerspanungsmaschinen oder Autoklaven (Türverriegelung). Der Schwenkspanner ist eine ‚Plug und Play‘ Lösung mit integrierter Ansteuerungslogik. Der Anwender kann das Element einfach mit seiner SPS ansteuern. Eine neu hinzugekommene IO-Link Schnittstelle bietet weitere Vorteile in der Ansteuerung und Kommunikation. Daten wie Spannkraft, Hubstellung oder Eigendiagnose-Information stehen zur Verfügung und können ausgegeben werden. Aus energetischer Sicht betrachtet ist der Schwenkspanner besonders effizient, da durch den selbsthemmenden Spindelantrieb die Spannkraft auch ohne Stromversorgung immer aufrechterhalten bleibt.
Über eine integrierte Sensorik verfügen die Nullpunktspannsysteme Stark.connect und Stark.airtec. Zuverlässig und störungssicher ermitteln Sensoren den jeweiligen Spannzustand, mittels LEDs werden diese Informationen angezeigt und über digitale Schnittstellen an eine SPS weitergeleitet. Beide Schnellspannsysteme sind vielfältig verwendbar, unempfindlich und daher auch für Umgebungen mit Schweißrobotern wie im Karosserierohbau geeignet.
Für filigrane, dünnwandige Werkstücke ist das elektromechanische Hilma Schraubstock-Spannsystem ASE prädestiniert, da es ohne Mindestdruck funktioniert. Spannhub und Spannkraft lassen sich für jedes Bauteil programmieren. Anwender zeigen sich oft beeindruckt von der feinen Einleitung der Spannkräfte. Das System arbeitet prozesssicher, da die Spindel auch ohne Stromzufuhr im gespannten Zustand selbsthemmend ist.