Kunskapsplattform

Hur man med en väl vald fastspänning av arbetsstycket minskar restavfallet och höjer produktiviteten

Spännteknik handlar om att man fixerar ett arbetsstycke, eller ett verktyg med vilket man sedan kan bearbeta ett arbetsstycke. Spännanordningen skall spänna fast arbetsstycket ordentligt, dvs. så att det vibrerar så lite som möjligt men utan att det deformeras. Fastspänningen bör ha hög repeterbarhet, vara snabb och enkel att hantera, vara mångsidig, lätt att byta ut och helst inte för dyr. 

När ökar spänntekniken produktiviteten?

Den optimala fastspänningen av arbetsstycket förkortar ställtiden och höjer därmed produktiviteten. Med en god hantering av arbetsstycket vid fastspänning och med flexibel omriggning av spänntekniken kan i normalfall minst 30 procents produktivitetshöjning uppnås, i somliga fall ända upp till 90 procent. Standardiserade lösningar, som inte bara är specifikt inriktade på ett visst arbetsstycke utan kan användas på flera sätt, sänker även anskaffnings- och lagringskostnader.

Vilka trender finns det inom spännteknik för arbetsstycken?

  • ökande bearbetning av kompositmaterial, lätta komponenter, tunnväggiga och miniatyriserade komponenter
  • mindre partistorlekar tack vare ökad individualisering av arbetsstycken
  • helt automatiserade produktionsprocesser och tillförlitlig processövervakning
  • automatisk fastspänning av arbetsstycken
  • uppkoppling och unik identifiering av spännteknikkomponenter
  • användning av sensorer för datainsamling och -överföring
  • online-konfiguratorer för spännkomponenter

Montering och demontering automatiseras i allt högre grad i industriella tillämpningar, vilket betyder att fastspänningen av arbetsstycken är en avgörande faktor för processäkerhet och måste förses med omfattande sensorteknik. Detta är det enda sättet att automatiskt kontrollera och reglera spänntryck. Om spännkraften sjunker eller vibrationer uppstår, kan bearbetningsparametrarna justeras automatiskt för att säkerställa en säker process och maximal effektivitet. Detta kräver olika avkänningsalternativ samt sömlös kommunikation mellan spännverktyget och verktygsmaskinen. 

Vad innebär ett nollpunktssystem?

Genom att man fastställer referenspunkten kan arbetsstycken, mekanismer och spännverktyg med precision fixeras i ett svep. Produktiviteten ökar när ytterligare arbetsstycken kan ställas in på respektive spännsystem utanför maskinen samtidigt som denna är verksam med en order. När detta jobb är klart, kan spännsystemet flyttas undan och nästa arbetsstycke placeras i nollpunktssystemet. Maskinen kan köra nästa program omedelbart, och därmed erhålls ett kortare stillestånd.

Även i moderna femaxliga bearbetningscentrum eller roterande fräsmaskiner måste arbetsstycket spännas fast ordentligt men utan att den fria åtkomsten till arbetsstycket från alla axlar hindras. Denna uppgift löses synnerligen effektivt tack vare spänntorn och spännkuber. Dessa gör det möjligt att samtidigt bearbeta flera arbetsstycken för vilka en och samma fastspänning används.

Om dessutom själva spänntornen förses med nollpunktsspännskruvar, kan hela tornet förberedas utanför maskinen medan andra arbetsstycken bearbetas på ett annat torn inom denna. Hela tornen kan sedan bytas ut, positioneras och fixeras på kortast möjliga tid tack vare nollpunktssystemet. Alternativt kan arbetsstyckena förberedas på paletter och sedan fixeras i spänntornet.

En kraftfull trend är kombinationen av de olika spännmetoderna. Nollpunktstekniken utgör då ofta grunden och kompletteras med hydrauliska, magnetiska eller pneumatiska system till ett flexibelt modulsystem.

Spänntorn med 3 nollpunktssystem. På nollpunktssystemet finns alltid olika skruvstycken monterade.

Har du frågor om våra system för fastspänning av arbetsstycken?

Vår kundtjänst är tillgänglig måndag till fredag från 8:00 till 6:30

Hur fungerar de enskilda spännsystemen?

Spännelementen kan i princip delas upp i mekanisk, pneumatisk, hydraulisk, vakuumstyrd eller magnetisk inspänning alltefter sina fysiska funktionssätt:

Mekaniska spännelement

Mekaniska spännelement kräver tidsödande och exakt fastspänning, men möjliggör också höga spännkrafter med självreglerande spännelement. Mekaniska spännelement är excentriska hävarmar, maskinskruvstycken, vinkelspännbord eller roterande indexeringsbord. Hävarmsspännare arbetar med tre leder. När dessa linjerar, kan hävarmen inte längre tryckas tillbaka av en motkraft – den är självreglerande. Snabbspännare fungerar enligt samma princip men med mindre tids- och kraftåtgång. De är lämpliga vid svets-, borr- och styranordningar. Hos excentriska spännare ligger spännkurvans centrum inte på kurvans mittpunkt. Därför är de lämpliga för svarvning men mindre lämpliga för fräsning, eftersom därvid starkare vibrationer uppstår, vilket kan lossa spänningen.

Mekaniskt enkelt skruvstycke

Maskinskruvstycken används för fastspänning av små och medelstora arbetsstycken i enkel- och småserieproduktion. Jämfört med de andra systemen kräver de mindre konsultation, färre individuella underhållsåtgärder och är lätta att använda. Detta gör dem till en bra och kostnadseffektiv lösning för många standarduppgifter.

Pneumatiska spännelement

Pneumatiska spänncylindrar ger snabb stängning och öppning av spännanordningen. På grund av det låga tillåtna arbetstrycket ger de dock inte så höga spännkrafter, och på grund av luftens elasticitet kan de hända att de ger efter vid överbelastning. För att undvika detta rekommenderar vi användning av självreglerande hävarmsspännare.

Hydrauliska spännelement

Hydrauliska spännelement ger höga spännkrafter och kan snabbt bygga upp spänntrycket. De är mångsidiga och kan även användas när arbetsstycket har besvärliga former. Fastspänningen är mycket styv, kan regleras automatiskt och erbjuder samma höga spännkraft i alla fastspänningspunkter. 

Magnetiska spännanordningar

Magnetiska spännanordningar fäster arbetsstycket på permanentmagnetiska eller elektromagnetiska spännplattor. Detta gör det enklare att spänna fast arbetsstycken med besvärliga former. Elektromagnetiska spännplattor kan dock under drift utveckla förlustvärme, vilken kan deformera arbetsstycket. För att förhindra detta kan båda typerna av magneter kombineras. Efter bearbetningen måste arbetsstyckena avmagnetiseras. Magnetiska spännplattor och magnetchuckar används vid fräsning, svarvning, urholkning och slipning. Fördelen med magnetiska spännelement är att den ger en stor, definierbar, koncentrerad hållkraft med jämförelsevis låg energiförbrukning och låga underhållskostnader. 

Vakuumspännteknik

Med vakuumspännteknik kan även tunna och elastiska material spännas fast. Dessa spännverktyg används främst vid trä- och plastbearbetning och är lämpliga när additiv produktion kombineras med plaster och spångivande (efter)bearbetning. Kraftfulla vakuumspännsystem används dock även vid metallbearbetning och är särskilt skonsamma mot arbetsstyckena – i synnerhet vid bearbetning av aluminium och andra icke-järnmetaller.