Smarter Clamping: Die intelligente Spannbacke iJaw auf der EMO Hannover 2025
Am RÖHM-Stand präsentieren Experten nicht nur die Automatisierungslösung mit der iJaw, sie erörtern auch die Funktionsweise der Anwendung und ihre Vorteile für den Anwender. Zudem ist auf der Messe die smarte Spannbacke auf den Maschinen von vier Technologie-Partnern (GROB, HERMLE, INDEX, WFL) installiert und kann dort ebenfalls live erlebt werden.
Überzeugende Vorteile: Sicherer, produktiver, kostengünstiger
Die mit dem „Best of Industry Award 2022” und dem „Industrie 4.0 Award 2023” ausgezeichnete und seitdem weiter modifizierte und heute in verschiedenen Ausführungen für unterschiedlichste Backen-Geometrien erhältliche Produktinnovation ermöglicht es, Daten zu gewinnen, die früher unzugänglich waren – und damit den Zerspanungsprozess sicherer und effizienter zu gestalten. Was konkret heißt: Mit der iJaw steigen Produktivität und Sicherheit und sinken die Kosten, kurzum „Smarter Clamping“.
Im Unterschied zu einer herkömmlichen Spannbacke besitzt die iJaw einen Sensor, Elektronik zur Auswertung und Übertragung der Sensordaten sowie einen Akku. Alles ist wasserdicht verschlossen und gegen Spän-Schlag geschützt. Die iJaw wird wie eine herkömmliche Spannbacke in handelsübliche Spannmittel montiert. Die Antenne des externen Funkempfängers wird im Bearbeitungsraum platziert. Das blaue LED-Licht (des Mainboards) zeigt an, dass die iJaw arbeitet und mit dem Empfänger verbunden ist, an den sie nun Spannkraftdaten sendet.
Gewährleistung der sicheren Werkzeugspannung
Die Wirkungsweise und die Vorteile der iJaw erklärt Martin Stangl, Head of Research and Development bei RÖHM: „Die direkt am Werkstück in Echtzeit gemessene Spannkraft der iJaw entspricht zu jedem Zeitpunkt genau der maximal möglichen Prozesskraft, die bei der Zerspanung auf das Werkstück wirken darf, ohne die stabile Lage – und damit die sichere Werkstückspannung – zu verlieren.
Steigt die Drehzahl der Hauptspindel, verringert sich die Spannkraft durch die Fliehkraft der Spannbacken – und zwar um bis zu 60 Prozent der ursprünglichen (statischen) Spannkraft. Dadurch können nur noch kleinere Zerspanungskräfte auf das Werkstück wirken, ohne dass sich seine Lage verändert oder die Spannung unsicher wird.
Obwohl der Hydraulikdruck am Spannzylinder konstant bleibt, hängt die tatsächlich am Werkstück ankommende Spannkraft stark vom Schmier- und Verschleißzustand des Spannmittels ab. Bei mangelhafter Wartung kann die Spannkraft so um bis zu 50 Prozent sinken. Die reine Messung des Spanndrucks reicht daher nicht aus, um eine sichere Spannung zu gewährleisten. Sie berücksichtigt diese Einflüsse nicht und gibt nur einen groben Hinweis auf den tatsächlichen Spannzustand.“
Geringere Taktzeit, sinkende Kosten. Bei konventioneller Arbeitsweise muss man sich beim Spannen eines Werkstücks an die konstruktionsseitig vorgegebenen Minimal- und Maximalspannkräfte herantasten. Das kostet Zeit und mitunter auch Werkstücke. Mit der iJaw wird dieser Aufwand auf ein Minimum reduziert. Zielgerichtet kann sofort die optimale Spannkraft angesteuert werden – wiederholbar bei jedem neuen Spannvorgang. Das bedeutet: schnelleres Rüsten.
Die Permanentbeobachtung des Zerspanungsprozesses durch die iJaw – einschließlich von Warnmeldungen beim Über- oder Unterschreiten der zulässigen Spannkraft – erhöht gleichzeitig Bearbeitungssicherheit und Schnittgeschwindigkeit. Mit Folgen: Bis zu 50 Prozent reduzierte Taktzeit, keine Stillstandzeiten und Verluste von Werkstücken, höhere Maschinenverfügbarkeit „und im Ergebnis sinkende Werkstückkosten“, so Martin Stangl.
Eine besondere Stärke zeigt die iJaw Spannbacke beim Spannen empfindlicher dünnwandiger Werkstücke. Die Spannkraft kann vom Maschinenbediener reproduzierbar voreingestellt werden, wodurch auch die Verformung des Werkstücks durch die Werkstückspannung reproduzierbar wird. Die iJaw kann bereits die geringsten Relativbewegungen des Werkstücks detektieren, was ein kontrolliertes Herantasten an minimal erforderliche Spannkräfte ermöglicht. So hilft die iJaw, die optimale Spannkraft zu finden.
Automatisierte Werkstückbeladung mit der iJaw
Die Rundheit von Rohmaterial ist in der DIN EN 10060 festgelegt. Dabei darf die Unrundheit radial bis zu zwei Millimeter betragen. Wird ein solches Rohteil beim Spannen falsch ausgerichtet, kann das zu einer starken Unwucht während der Zerspanung führen.
Bei diesem (Cobot-gestützten) automatisierten Beladen von Dreh- und Fräsmaschinen wird die iJaw deshalb zum unentbehrlichen Hilfsmittel, denn: Sie misst die am Werkstück ankommende Spannkraft und erkennt, ob sie symmetrisch verteilt ist. So lässt sich eine exzentrische Spannung eindeutig feststellen. Die Rückmeldung der iJaw ermöglicht es Robotern, das Bauteil bei Bedarf neu auszurichten.
Selbstverständlich lässt sich die iJaw- Anwendung zum automatischen Be- und Entladen nahtlos in bestehenden Anlagen nachrüsten. RÖHM stellt hier ein umfassendes Paket zur Verfügung, die Bestandteile:
- iJaw-Koffer mit einem Drei-Backen-Satz für ein Spannfutter.
- Schaltschrank iJaw Connect, der außen an der Maschine angebracht wird und in dessen Innerem sich ein IO-Link Wireless Master mit Edge-Computing-Fähigkeit befindet. Er empfängt die Sensordaten und leitet sie weiter an einen Industrie-PC, der ebenfalls Teil von iJaw Connect ist. Dort werden die Daten verarbeitet. Ein WLAN-Router komplettiert den Inhalt. Er sendet die Daten weiter zur Visualisierung.
- Tablet, das softwareseitig mit der App iJaw Mobile ausgerüstet ist. Mit ihr lassen sich die aufgezeichneten Daten darstellen und automatisiert auswerten.
- Flansch, der die Greifer mit dem Cobot verbindet und die Daten der Hubüberwachung der Greifer kabellos an den IO-Link Wireless Master übertragen.
- Eine große Bandbreite an Greifern und Backen, die alle denkbaren Rohteilgrößen abdecken und mit einem Sensor zur Hubüberwachung bzw. Bauteilvermessung nachgerüstet werden können.
- Installation der Anwendung vor Ort sowie einer umfassenden Einweisung im Rahmen der Inbetriebnahme.
- Unterstützung während der Anlaufproduktion und anschließender After-Sales-Support.
Qualität und Genauigkeit gegen teure Werkstückverluste
Die Vorteile fasst Martin Stangl nochmals zusammen: „Mit unserer Smarter-Clamping-Anwendung erreichen wir nicht nur die Steigerung der Qualität und Genauigkeit bei der Bearbeitung durch zentrische Spannung mit der erforderlichen Spannkraft, sondern verhindern auch Werkstückverluste durch die Vermeidung starker Unwuchten. Die integrierte Bauteilvermessung durch den Greifer ermöglicht während der Maschinenbeladung eine 100% Kontrolle relevanter Maße ohne zusätzlichen Zeitbedarf. Last but not least ist eine schnelle, flexible und kostengünstige Integration der Anwendung in den bestehenden Maschinenpark mühelos möglich.“
Am RÖHM-Stand präsentieren Experten nicht nur die Automatisierungslösung mit der iJaw, sie erörtern auch die Funktionsweise der Anwendung und ihre Vorteile für den Anwender. Zudem ist auf der Messe die smarte Spannbacke auf den Maschinen von vier Technologie-Partnern (GROB, HERMLE, INDEX, WFL) installiert und kann dort ebenfalls live erlebt werden.
Überzeugende Vorteile: Sicherer, produktiver, kostengünstiger
Die mit dem „Best of Industry Award 2022” und dem „Industrie 4.0 Award 2023” ausgezeichnete und seitdem weiter modifizierte und heute in verschiedenen Ausführungen für unterschiedlichste Backen-Geometrien erhältliche Produktinnovation ermöglicht es, Daten zu gewinnen, die früher unzugänglich waren – und damit den Zerspanungsprozess sicherer und effizienter zu gestalten. Was konkret heißt: Mit der iJaw steigen Produktivität und Sicherheit und sinken die Kosten, kurzum „Smarter Clamping“.
Im Unterschied zu einer herkömmlichen Spannbacke besitzt die iJaw einen Sensor, Elektronik zur Auswertung und Übertragung der Sensordaten sowie einen Akku. Alles ist wasserdicht verschlossen und gegen Spän-Schlag geschützt. Die iJaw wird wie eine herkömmliche Spannbacke in handelsübliche Spannmittel montiert. Die Antenne des externen Funkempfängers wird im Bearbeitungsraum platziert. Das blaue LED-Licht (des Mainboards) zeigt an, dass die iJaw arbeitet und mit dem Empfänger verbunden ist, an den sie nun Spannkraftdaten sendet.
Gewährleistung der sicheren Werkzeugspannung
Die Wirkungsweise und die Vorteile der iJaw erklärt Martin Stangl, Head of Research and Development bei RÖHM: „Die direkt am Werkstück in Echtzeit gemessene Spannkraft der iJaw entspricht zu jedem Zeitpunkt genau der maximal möglichen Prozesskraft, die bei der Zerspanung auf das Werkstück wirken darf, ohne die stabile Lage – und damit die sichere Werkstückspannung – zu verlieren.
Steigt die Drehzahl der Hauptspindel, verringert sich die Spannkraft durch die Fliehkraft der Spannbacken – und zwar um bis zu 60 Prozent der ursprünglichen (statischen) Spannkraft. Dadurch können nur noch kleinere Zerspanungskräfte auf das Werkstück wirken, ohne dass sich seine Lage verändert oder die Spannung unsicher wird.
Obwohl der Hydraulikdruck am Spannzylinder konstant bleibt, hängt die tatsächlich am Werkstück ankommende Spannkraft stark vom Schmier- und Verschleißzustand des Spannmittels ab. Bei mangelhafter Wartung kann die Spannkraft so um bis zu 50 Prozent sinken. Die reine Messung des Spanndrucks reicht daher nicht aus, um eine sichere Spannung zu gewährleisten. Sie berücksichtigt diese Einflüsse nicht und gibt nur einen groben Hinweis auf den tatsächlichen Spannzustand.“
Geringere Taktzeit, sinkende Kosten. Bei konventioneller Arbeitsweise muss man sich beim Spannen eines Werkstücks an die konstruktionsseitig vorgegebenen Minimal- und Maximalspannkräfte herantasten. Das kostet Zeit und mitunter auch Werkstücke. Mit der iJaw wird dieser Aufwand auf ein Minimum reduziert. Zielgerichtet kann sofort die optimale Spannkraft angesteuert werden – wiederholbar bei jedem neuen Spannvorgang. Das bedeutet: schnelleres Rüsten.
Die Permanentbeobachtung des Zerspanungsprozesses durch die iJaw – einschließlich von Warnmeldungen beim Über- oder Unterschreiten der zulässigen Spannkraft – erhöht gleichzeitig Bearbeitungssicherheit und Schnittgeschwindigkeit. Mit Folgen: Bis zu 50 Prozent reduzierte Taktzeit, keine Stillstandzeiten und Verluste von Werkstücken, höhere Maschinenverfügbarkeit „und im Ergebnis sinkende Werkstückkosten“, so Martin Stangl.
Eine besondere Stärke zeigt die iJaw Spannbacke beim Spannen empfindlicher dünnwandiger Werkstücke. Die Spannkraft kann vom Maschinenbediener reproduzierbar voreingestellt werden, wodurch auch die Verformung des Werkstücks durch die Werkstückspannung reproduzierbar wird. Die iJaw kann bereits die geringsten Relativbewegungen des Werkstücks detektieren, was ein kontrolliertes Herantasten an minimal erforderliche Spannkräfte ermöglicht. So hilft die iJaw, die optimale Spannkraft zu finden.
Automatisierte Werkstückbeladung mit der iJaw
Die Rundheit von Rohmaterial ist in der DIN EN 10060 festgelegt. Dabei darf die Unrundheit radial bis zu zwei Millimeter betragen. Wird ein solches Rohteil beim Spannen falsch ausgerichtet, kann das zu einer starken Unwucht während der Zerspanung führen.
Bei diesem (Cobot-gestützten) automatisierten Beladen von Dreh- und Fräsmaschinen wird die iJaw deshalb zum unentbehrlichen Hilfsmittel, denn: Sie misst die am Werkstück ankommende Spannkraft und erkennt, ob sie symmetrisch verteilt ist. So lässt sich eine exzentrische Spannung eindeutig feststellen. Die Rückmeldung der iJaw ermöglicht es Robotern, das Bauteil bei Bedarf neu auszurichten.
Selbstverständlich lässt sich die iJaw- Anwendung zum automatischen Be- und Entladen nahtlos in bestehenden Anlagen nachrüsten. RÖHM stellt hier ein umfassendes Paket zur Verfügung, die Bestandteile:
- iJaw-Koffer mit einem Drei-Backen-Satz für ein Spannfutter.
- Schaltschrank iJaw Connect, der außen an der Maschine angebracht wird und in dessen Innerem sich ein IO-Link Wireless Master mit Edge-Computing-Fähigkeit befindet. Er empfängt die Sensordaten und leitet sie weiter an einen Industrie-PC, der ebenfalls Teil von iJaw Connect ist. Dort werden die Daten verarbeitet. Ein WLAN-Router komplettiert den Inhalt. Er sendet die Daten weiter zur Visualisierung.
- Tablet, das softwareseitig mit der App iJaw Mobile ausgerüstet ist. Mit ihr lassen sich die aufgezeichneten Daten darstellen und automatisiert auswerten.
- Flansch, der die Greifer mit dem Cobot verbindet und die Daten der Hubüberwachung der Greifer kabellos an den IO-Link Wireless Master übertragen.
- Eine große Bandbreite an Greifern und Backen, die alle denkbaren Rohteilgrößen abdecken und mit einem Sensor zur Hubüberwachung bzw. Bauteilvermessung nachgerüstet werden können.
- Installation der Anwendung vor Ort sowie einer umfassenden Einweisung im Rahmen der Inbetriebnahme.
- Unterstützung während der Anlaufproduktion und anschließender After-Sales-Support.
Qualität und Genauigkeit gegen teure Werkstückverluste
Die Vorteile fasst Martin Stangl nochmals zusammen: „Mit unserer Smarter-Clamping-Anwendung erreichen wir nicht nur die Steigerung der Qualität und Genauigkeit bei der Bearbeitung durch zentrische Spannung mit der erforderlichen Spannkraft, sondern verhindern auch Werkstückverluste durch die Vermeidung starker Unwuchten. Die integrierte Bauteilvermessung durch den Greifer ermöglicht während der Maschinenbeladung eine 100% Kontrolle relevanter Maße ohne zusätzlichen Zeitbedarf. Last but not least ist eine schnelle, flexible und kostengünstige Integration der Anwendung in den bestehenden Maschinenpark mühelos möglich.“