Werkzeugwechselkonzepte für Bearbeitungszentren mit kurzer Werkzeugeingriffszeit

Vor dem Hintergrund innovativer Zerspanungstechnologien und damit einhergehend kürzeren Werkzeugeingriffszeiten erlangt die Verringerung der Nebenzeiten einen immer höheren Stellenwert bei der Erhöhung der Produktivität des Fertigungssystems Bearbeitungszentrum. Die Größe der Nebenzeiten wird vor allem von den Zeiten für Positioniervorgänge und den Zeiten für den automatischen Werkzeugwechsel in den Bearbeitungszentren bestimmt. Die Realisierung eines schnellen Werkzeugwechsels stellt sich als immer bedeutenderer Aspekt bei der Realisierung eines hochproduktiven Gesamtproduktes Werkzeugmaschine dar. Die vorliegende Arbeit ordnet die Vielzahl der am Markt für Bearbeitungszentren vorhandenen Werkzeugwechsel-Konzepte einer Systematik zu. Zur Beurteilung unterschiedlicher Werkzeugwechsler wird ein Anforderungsprofil für Werkzeugwechseleinrichtungen definiert. Das wesentliche Kriterium für die Auslegung eines Werkzeugwechslers ist die erreichbare Span-zu-Span-Zeit, weshalb in der vorliegenden Arbeit die Beurteilung unterschiedlicher Werkzeugwechsel-Konzepte in erster Linie durch die zu erreichende Span-zu-Span-Zeit erfolgt. Es werden die Zusammenhänge zwischen kinematischem Aufbau des Bearbeitungszentrum und erreichbarer Span-zu-Span-Zeit erarbeitet. Die Arbeit definiert die Einsatzgrenzen für das Implementieren zusätzlicher Baugruppen zum Erzielen kürzerer Werkzeugwechselzeiten. Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden mathematische Zusammenhänge zwischen der Erhöhung der Antriebsdynamik der Bewegungsachsen und der dadurch erreichbaren Verkürzung der Nebenzeiten insbesondere der Span-zu-Span-Zeit erarbeitet.