Säulenmanipulator und Hebehilfe mit Werkzeuggreifer beim Werkzeugwechsel an CNC-Maschinen
Säulenmanipulator und Hebehilfe mit Werkzeuggreifer beim Werkzeugwechsel an CNC-Maschinen
MASCHINENBAU / WERKZEUGWECHSEL
HEBEHILFE FÜR DEN WERKZEUGWECHSEL
Eine Hebehilfe für den Werkzeugwechsel nimmt Fräs- und Drehwerkzeuge, Spannmittel sowie Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge auf, hebt sie pendelfrei vor die Maschine und lässt den Bediener sie millimetergenau in die Aufnahme setzen. Zeilhofer Handhabungstechnik aus Holzkirchen baut solche Hebehilfen für Werkzeuge bis 1.200 kg: als mobilen Hebelift ZH mit 48-V-Akku für mehrere Maschinen, als Gelenkarm-Manipulator oder als Hubachse ZH90 direkt an der Maschine. Zum Wenden schwerer Werkzeuge gibt es die Hub-Drehvorrichtung ZH bis 4.000 kg.
Werkzeuge sind kompakt, schwer und teuer. Wer sie mit Hallenkran oder Kettenzug wechselt, kämpft mit pendelnder Last, riskiert Schäden an Schneiden und Formflächen und braucht oft eine zweite Person. Wer sie von Hand mit ausgestreckten Armen in die Maschine hebt, überschreitet schnell, was nach der Lastenhandhabungsverordnung zumutbar ist.
KAPITEL 01
WAS IST EINE HEBEHILFE FÜR DEN WERKZEUGWECHSEL?
Eine Hebehilfe für den Werkzeugwechsel ist ein handgeführtes Handhabungsgerät: Es übernimmt das Gewicht des Werkzeugs, der Bediener führt die Bewegung. Anders als beim Kran hängt das Werkzeug nicht am Seil, sondern sitzt fest in einer Greifvorrichtung an einer starren Achse oder einem Gelenkarm. Es pendelt nicht und lässt sich deshalb exakt an Werkzeugaufnahme, Spindel oder Formaufspannplatte heranführen.
Drei Bauarten haben sich bewährt: der mobile Hebelift ZH, der ohne Druckluft und ohne Schienen zwischen mehreren Maschinen verfahren wird; der Gelenkarm-Manipulator, fest an einer Maschine montiert, mit einem Arbeitsradius bis 4,5 m; und die patentierte Hubachse ZH90 an Decke, Boden oder Schiene für Werkzeuge bis 1.200 kg. Das Mehrachsmodul ZH3 dreht das Werkzeug zusätzlich mit 250 Nm, etwa von der Ablage- in die Einbaulage.
KAPITEL 02
WANN LOHNT SICH EINE HEBEHILFE FÜR DEN WERKZEUGWECHSEL?
Nicht jedes Werkzeug braucht eine Hebehilfe. Vier Indikatoren zeigen, wann sie sich wirtschaftlich und ergonomisch rechnet.
01 Werkzeuge, die mit ausgestreckten Armen eingesetzt werden
Entscheidend ist nicht nur das Gewicht, sondern die Haltung. Ein Werkzeug vor dem Körper in eine Maschine zu heben, belastet Rücken und Schultern deutlich stärker als dasselbe Gewicht körpernah zu tragen. Die Leitmerkmalmethode bewertet genau diese Kombination.
02 Häufige Werkzeugwechsel pro Schicht
Kleine Losgrößen bedeuten viele Rüstvorgänge. Jeder Wechsel, der mit Kran, zweiter Person oder Wartezeit verbunden ist, verlängert den Maschinenstillstand. Eine Hebehilfe direkt an der Maschine macht den Wechsel planbar und reproduzierbar.
03 Teure und empfindliche Werkzeuge
Schneiden, Formflächen und Passungen vertragen kein Anstoßen. Pendelfreies Heben und feinfühliges Absenken verhindern Schäden, die schnell teurer werden als die Hebehilfe selbst.
04 Kran ist belegt, zu ungenau oder nicht vorhanden
Der Hallenkran ist für den Transport großer Lasten gebaut, nicht für das Einsetzen auf den Millimeter. Wo er belegt ist oder fehlt, arbeitet eine eigene Hebehilfe unabhängig davon.
KAPITEL 03
WELCHES SYSTEM FÜR WELCHES WERKZEUGGEWICHT?
Die Traglast ist der erste Filter. Danach entscheiden die Zahl der Maschinen, der Platz und die geforderte Präzision. Zeilhofer baut für jede Gewichtsklasse ein passendes System, inklusive Greifvorrichtung und Steuerung.
01 Hebelift ZH: bis 100 kg, mobil
Mobil, per Hand verfahrbar, mit 48-V-Akkutechnologie von Zeilhofer. Ein Gerät versorgt mehrere Maschinen, ohne Druckluft und ohne Schienen. Ideal für Fräs- und Drehwerkzeuge, Spannmittel und kleine Formen.
02 ZH90 Flex-Arm: bis 200 kg, große Reichweite
Hubachse mit Gelenkarm: die Präzision der ZH90 mit großer Reichweite. Für Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge an Maschinen mit wechselnden Übergabepunkten.
03 Gelenkarm-Manipulator: bis 800 kg
Stationär an Boden oder Decke, Arbeitsradius bis 4,5 m, pneumatisch oder elektropneumatisch. Für schwere Werkzeuge an einer festen Maschine.
04 Hubachse ZH90: bis 1.200 kg
Patentierte Linear-Hubachse für pendelfreies Heben an Decke, Boden oder auf Schienen. Pneumatisch bis 800 kg, elektropneumatisch oder elektrisch bis 1.200 kg.
05 Hub-Drehvorrichtung ZH: bis 4.000 kg
Hebt, dreht und kippt schwere Werkzeuge, etwa zum Wenden für Wartung und Montage. Ersetzt den separaten Werkzeugwender.
06 Mehrachsmodul ZH3: 250 Nm zum Drehen
Erweitert jedes dieser Systeme um eine Drehachse mit 250 Nm Nenndrehmoment, etwa um das Werkzeug von der Ablage- in die Einbaulage zu drehen.
KAPITEL 04
MANIPULATOR, WERKZEUGWECHSELWAGEN, KRAN ODER WERKZEUGWENDER?
Für den Werkzeugwechsel gibt es vier Gerätetypen. Welcher passt, hängt davon ab, ob das Werkzeug gehoben und eingesetzt oder auf Tischhöhe eingeschoben wird.
Hebehilfe / Manipulator: bis 1.200 kg
Für Werkzeuge, die gehoben und in eine Aufnahme eingesetzt werden. Der Bediener führt, die Last pendelt nicht, eine Person reicht. Bis 1.200 kg ist das die präziseste Lösung.
Werkzeugwechselwagen: Tonnenbereich
Für schwere Pressen- und Spritzgießwerkzeuge, die auf Tischhöhe in die Maschine geschoben werden. Kein Heben in die Aufnahme, dafür eine feste Übergabehöhe.
Hallenkran und Kettenzug: Transport
Für den Transport großer Lasten durch die Halle. Beim Einsetzen pendelt die Last, die Feinpositionierung ist schwierig und oft ist eine zweite Person nötig.
Werkzeugwender: Drehen und Wenden
Dreht schwere Werkzeuge um 90 oder 180 Grad, etwa für Wartung und Montage. Bei Zeilhofer übernimmt das die Hub-Drehvorrichtung ZH bis 4.000 kg.
KAPITEL 05
PRAXIS: WERKZEUGWECHSEL AN BEARBEITUNGSZENTREN
Die folgenden drei Praxisbeispiele zeigen die häufigsten Einsatzfälle: Bearbeitungszentren, Spritzgieß- und Stanzmaschinen sowie den mobilen Wechsel an mehreren Maschinen.
Anforderungen:
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Fräs- und Drehwerkzeuge bis 50 kg
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Exaktes Einsetzen in die Werkzeughalterung
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Kein Anstoßen an Spindel und Schneiden
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Wiederkehrender Wechsel im Schichtbetrieb
Zeilhofer-Lösung
Ein Manipulator mit pneumatischer Greifvorrichtung nimmt das Werkzeug aus der Ablage auf und setzt es exakt in die Halterung des Bearbeitungszentrums. Der Bediener führt das Werkzeug ohne Kraftaufwand, die Vorrichtung hält es sicher, bis es in der Aufnahme sitzt. Nach demselben Prinzip hat ein führender Motorenhersteller den Werkzeugwechsel an seinen Großbearbeitungszentren mit Zeilhofer-Handhabungstechnik umgestellt.
Vorteile in dieser Anwendung
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Werkzeug schwebt pendelfrei vor der Spindel
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Kein Anstoßen an Schneiden und Aufnahme
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Ein Bediener statt zwei
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Unabhängig vom Hallenkran
KAPITEL 06
PRAXIS: WERKZEUGWECHSEL AN SPRITZGIESS- UND STANZMASCHINEN
Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge sind kompakt und schwer, ihre Formflächen vertragen kein Anstoßen.
Anforderungen:
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Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge bis 200 kg
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Positionierung vor Formaufspannplatte oder Werkzeugaufnahme
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Häufige Formwechsel bei kleinen Losgrößen
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Enge Platzverhältnisse an der Maschine
Zeilhofer-Lösung
Eine Hubachse oder ein Manipulator mit bauteilspezifischer Greifvorrichtung übernimmt das Werkzeug aus dem Lager oder vom Transportwagen und führt es pendelfrei vor die Maschine. Der Bediener positioniert es feinfühlig an der Aufnahme. Zeilhofer hat solche Lösungen für Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge bis 200 kg umgesetzt.
Vorteile in dieser Anwendung
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Millimetergenaues Positionieren ohne Pendeln
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Schutz der Formflächen vor Anstoßschäden
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Reproduzierbarer, planbarer Wechsel
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Greifvorrichtung passend zum Werkzeug
KAPITEL 07
PRAXIS: MOBILER WERKZEUGWECHSEL MIT DEM HEBELIFT ZH
Ein Gerät für mehrere Maschinen: Der Hebelift ZH fährt dorthin, wo gerade gewechselt wird.
Anforderungen:
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Werkzeuge bis 100 kg an mehreren Maschinen
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Keine Druckluft und kein Kran an jeder Maschine
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Keine festen Schienen im Hallenboden gewünscht
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Schneller Wechsel zwischen Maschinen
Zeilhofer-Lösung
Der Hebelift ZH wird per Hand zur Maschine gefahren und arbeitet mit der 48-V-Akkutechnologie von Zeilhofer, ganz ohne Steckdose oder Druckluftanschluss. Er nimmt das Werkzeug mit passender Greifvorrichtung auf, hebt es auf Aufnahmehöhe und hält es, bis der Bediener es eingesetzt hat. Für den Werkzeugwechsel ist der Hebelift eine der am häufigsten gewählten Zeilhofer-Lösungen.
Vorteile in dieser Anwendung
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Ein Gerät für mehrere Maschinen
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Kein Druckluft- oder Stromanschluss an der Maschine nötig
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Keine baulichen Änderungen in der Halle
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Pneumatisch, elektropneumatisch oder elektrisch erhältlich
KAPITEL 08
WERKZEUGE GREIFEN, DREHEN UND WENDEN
Die Greifvorrichtung entscheidet, ob das Werkzeug sicher und ohne Umgreifen in die Maschine kommt. Zeilhofer konstruiert sie für jedes Werkzeug eigens.
Greifprinzipien
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Mechanisch greifend, etwa mit Spannbacken oder Bolzen
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Saugend mit Vakuum
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Mit Permanent-Elektromagnet und Haltefunktion
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Kombiniert aus Greifen und Saugen für maximale Sicherheit
Drehen und Wenden
Muss das Werkzeug zwischen Ablage und Maschine gedreht werden, erweitert das Mehrachsmodul ZH3 die Hebehilfe um eine Drehachse mit 250 Nm Nenndrehmoment. Schwere Werkzeuge bis 4.000 kg hebt, dreht und kippt die Hub-Drehvorrichtung ZH, etwa zum Wenden für Wartung und Montage. So entfällt das Umgreifen per Kran.
Sicherheitsfunktionen
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Vakuumspeicher hält die Last bei Druckabfall
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Rückschlagventil gegen unbeabsichtigtes Lösen
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Zweikreis-Vakuumsystem für Redundanz
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Permanent-Elektromagnet mit Haltefunktion auch bei Stromausfall
KAPITEL 09
KOSTEN, FINANZIERUNG UND LIEFERZEIT
Der Preis hängt vor allem von Werkzeuggewicht, Greifvorrichtung und Steuerung ab. Die folgenden Richtwerte gelten netto, ohne Montage und Inbetriebnahme. Grundgerät und Vorrichtung werden selten getrennt ausgewiesen.
Über den Finanzierungspartner Würth Leasing bietet Zeilhofer Leasing mit 24, 36 oder 48 Monaten sowie Mietkauf an. Die Lieferzeit liegt in der Regel bei 15 bis 25 Wochen, je nach Komplexität.
Richtpreise je System
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Hebelift ZH: ab ca. 10.000 €, mit Vorrichtung meist 15.000 bis 30.000 €
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Gelenkarm-Manipulator: ab ca. 12.000 €, meist 20.000 bis 25.000 €
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Hubachse ZH90 und ZH90 Flex-Arm: ab ca. 15.000 €, meist 20.000 bis 25.000 €
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Sonderausführungen ab ca. 30.000 €
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Komplexe Hubachsen-Lösungen bis ca. 150.000 €
Was zeichnet Zeilhofer-Lösungen aus?
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Konstruktion und Fertigung in Holzkirchen
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ISO 9001 zertifiziert seit 2008
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TISAX Level 2 mit Prototypenschutz
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Testgeräte vor Ort, Antwort werktags innerhalb von 24 Stunden
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UVV-Prüfung, Wartung und Ersatzteile weltweit
FAQ / Q&A
HÄUFIGE FRAGEN
01 Welche Hebehilfe eignet sich für den Werkzeugwechsel?
Das hängt vom Werkzeuggewicht und der Zahl der Maschinen ab. Für Werkzeuge bis 100 kg an mehreren Maschinen ist der mobile Hebelift ZH von Zeilhofer die häufigste Wahl. Bis 200 kg mit großer Reichweite passt der ZH90 Flex-Arm, bis 800 kg der Gelenkarm-Manipulator und bis 1.200 kg die Hubachse ZH90.
02 Wie schwer dürfen Werkzeuge beim Wechsel sein?
Zeilhofer-Hebehilfen heben Werkzeuge bis 1.200 kg pendelfrei. Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge bis 200 kg hat Zeilhofer bereits umgesetzt. Zum Wenden schwerer Werkzeuge gibt es die Hub-Drehvorrichtung ZH bis 4.000 kg.
03 Manipulator oder Werkzeugwechselwagen: was ist besser?
Wird das Werkzeug gehoben und in eine Aufnahme eingesetzt, ist bis 1.200 kg ein Manipulator die präzisere Lösung, weil er pendelfrei führt. Werkzeuge im Tonnenbereich, die auf Tischhöhe eingeschoben werden, wechselt man besser mit einem Werkzeugwechselwagen.
04 Kann man Spritzgießwerkzeuge mit einem Manipulator wechseln?
Ja. Eine Hubachse oder ein Manipulator mit passender Greifvorrichtung führt das Werkzeug pendelfrei vor die Maschine. Zeilhofer hat solche Lösungen für Spritzgieß- und Stanzwerkzeuge bis 200 kg gebaut.
05 Geht der Werkzeugwechsel auch ohne Druckluft und ohne Kran?
Ja. Der Hebelift ZH von Zeilhofer arbeitet mit 48-V-Akku, wird per Hand verfahren und braucht weder Druckluft noch Kran oder Schienen.
06 Kann das Werkzeug beim Wechsel gedreht werden?
Ja. Das Mehrachsmodul ZH3 erweitert jede Zeilhofer-Hebehilfe um eine Drehachse mit 250 Nm. Schwere Werkzeuge bis 4.000 kg wendet die Hub-Drehvorrichtung ZH.
07 Was kostet eine Hebehilfe für den Werkzeugwechsel?
Ein Hebelift ZH beginnt bei ca. 10.000 €, eine Hubachse ZH90 bei ca. 15.000 €, jeweils netto ohne Montage. Mit Greifvorrichtung liegen typische Lösungen bei 15.000 bis 30.000 €. Zeilhofer bietet auch Leasing über Würth Leasing an.
08 Wie lange dauert es bis zur Lieferung?
Zeilhofer liefert in der Regel in 15 bis 25 Wochen, je nach Komplexität. Anfragen beantwortet ein Techniker werktags innerhalb von 24 Stunden.
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