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Steuerungen

Mit Drehzentrum simultan fräsen, bohren und drehen

| Autor / Redakteur: Alois Penzkofer / Reinhold Schäfer

Werkzeugmaschine mit Highend-CNC.
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Werkzeugmaschine mit Highend-CNC. (Bild: Siemens)

Drehmaschinen werden derzeit oft mit zwei Spindeln und zwei oder drei Revolvern ausgestattet. Doch für eine hohe Produktivität ist entscheidend, dass die Werkzeuge flexibel einsetzbar sind und optimal aufeinander abgestimmt werden können. Ein Steuerungs-Feature einer High-End-CNC macht dies möglich.

Mit der TTS-Baureihe hat die Spinner Werkzeugmaschinenfabrik GmbH in Sauerlach bei München Drehzentren auf den Markt gebracht, die simultan mit bis zu drei Werkzeugen an zwei Spindeln arbeiten können. An jedem Revolver stehen zwölf angetriebene Werkzeuge zur Verfügung.

Somit lassen sich außer der klassischen Drehbearbeitung auch Fräs- und Bohraufgaben erledigen. Hilfreich ist dabei, dass jeder Revolver auf den beiden Spindeln zum Einsatz kommen kann. Nicht zuletzt aus diesem Grund sind die Dynamik und die Produktivität dieser Maschinen besonders hoch.

Genauigkeit wird groß geschrieben

Auch in puncto Genauigkeit überzeugen die Spinner TTS. Diverse Testwerkstücke wurden unter üblichen Werkstattbedingungen mit Rundlaufgenauigkeiten von < 1 µm und Werkstücktoleranzen < 10 µm hergestellt. Basis für diese hohe Präzision bilden das aus einem Guss gefertigte, steife Maschinenbett des Drehzentrums und dessen gehärtete und geschliffene Rollenführungen in allen Achsen, die kein Spiel in der Bewegungsführung zulassen.

Entscheidend sind zudem die hohe Steifigkeit der beiden Y-Achsen, die in die Maschinenstruktur integriert sind, und ein serienmäßig enthaltener Schwingungsdämpfer in allen drei Revolvern, der auftretende Mikroschwingungen abdämpft. So erreicht beispielsweise die Werkzeugmaschine TTS 65 Triplex im Sauerlacher Vorführzentrum Wiederholgenauigkeiten von <1 µm in der X- und Z-Achse.

Weil zwei Y-Achsen zur Verfügung stehen, lassen sich die Werkzeuge flexibel einsetzen. Sie können gleichzeitig an der linken und/oder rechten Spindel zerspanen. Ein Seitenwechsel ist somit jederzeit möglich. Für mittlere und große Stückzahlen ausgelegt, kann die Maschine mit Stangenmaterial via Lader versorgt werden.

Dadurch lassen sich auch mannlose Schichten einlegen. Der für die Technik verantwortliche Geschäftsführer Nikolaus Spinner bestätigt: „Bei Bedarf kann dieses Drehzentrum fast rund um die Uhr Teile produzieren.“

Wichtig für eine hohe Genauigkeit und Produktivität ist außer dem Maschinenaufbau auch die eingesetzte Steuerung. Deshalb setzt Spinner bei seinen TTS-Maschinen vorzugsweise auf die High-End-CNC von Siemens.

Mit der Sinumerik 840D sl samt Benutzeroberfläche Sinumerik Operate lassen sich die Programme für jeden einzelnen Kanal übersichtlich erstellen und anschließend mithilfe der Mehrkanalprogrammierung Programsync optimieren.

Optimierte Mehrkanalprogrammierung

Jürgen Ries, User Supporter bei Siemens, erläutert die Vorteile dieses Softwaretools: „Der Anwender kann die Programme beziehungsweise die Bearbeitungsblöcke mit allen Arbeitsschritten sowie den jeweils errechneten Zeiten an seinem Bedienpult ansehen und erkennt dank farbig gekennzeichneter ‚Waitmarks’ sofort, wenn einer der drei Revolver nicht optimal ausgelastet ist. In diesem Fall verschiebt er komplette Bearbeitungsaufgaben und optimiert auf diese Weise den gesamten Fertigungsablauf.“

Das ist insbesondere bei großen Serienaufträgen wichtig, denn dort zählt jede Sekunde, die im Fertigungsablauf eingespart werden kann. Schließlich addieren sich diese Sekunden schnell auf mehrere Stunden der kostbaren Maschinenlaufzeit.

Doch selbst bei mittleren Stückzahlen lohnt sich eine Programmoptimierung, wie Nikolaus Spinner hervorhebt: „Wir haben kürzlich an einem Beispielwerkstück mit diversen Dreh-, Gewindeschneid- und Fräsarbeiten gezeigt, dass unsere TTS 65 Triplex mit einem via Programsync optimierten Programm rund 30 % schneller fertigt als eine vergleichbare Drehmaschine mit herkömmlicher Programmierung.“

Übersichtliche Bedienoberfläche

Bei der Fertigung großer Serien sind optimale Bearbeitungsabläufe entscheidend. Dementsprechend werden die Programme für das neue Spinner-Mehrkanaldrehzentrum primär im Programguide geschrieben. Der Anwender kann dort alle Funktionen seiner CNC mithilfe der G-Code-Programmierung nutzen.

Dennoch ist der Aufbau übersichtlich und es stehen alle Sinumerik-Funktionen zur Verfügung, die über Hilfsgrafiken und zusätzliche Animationen dargestellt werden. Fährt der Bediener mit dem Cursor über ein Parameterfeld, klappen im Menü sogenannte Tool-Tipps zur Unterstützung auf.

Darüber hinaus markiert die Software Felder der einzelnen Programmschritte farbig. Haben sich beispielsweise Fehler eingeschlichen, sind diese rot hinterlegt und können auf einen Blick erfasst werden.

Bediener hat die Qual der Wahl

Grundsätzlich obliegt es dem jeweiligen Bediener, für welche Art der Drehbearbeitung er sich entscheidet – Drehen, Stechen oder Stechdrehen. Letztere Methode bietet mitunter große Produktivitätsvorteile, weil das zum Einsatz kommende, dreischneidige Werkzeug (links, rechts und vorne) fast ständig unter Span steht und so die unproduktiven Nebenzeiten minimiert. Um diese Vorzüge nutzen zu können, bietet die Sinumerik einen Stechdrehzyklus, mit dem sich auch komplexe Verfahrwege realisieren lassen.

Ebenso unkompliziert ist das Erstellen von Fräs- und Bohrprogrammen. Sinumerik Operate ermöglicht es dem Anwender, via Softkey auf verschiedene Fräs- und Bohrzyklen zuzugreifen. So stehen auch der oft genutzte Gravurzyklus sowie Zyklen für Wirbel- und Tauchfräser zur Verfügung.

Dazu bietet Siemens eine Werkzeugliste, die stets übersichtlich zu bedienen ist. Das wird besonders durch kontextabhängige Funktionen, selbsterklärende Icons und eine exakte Beschreibung des Werkzeuges deutlich erleichtert. MM

* Alois Penzkofer ist Senior-Vertriebsbeauftragter und Global Account Manager bei der Siemens AG, Digital Factory, Motion Control, in 80333 München

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