Drehmaschinen auf der EMO spiegeln den Fortschritt wider

29.09.2006 | Redakteur: Bernhard Kuttkat

Komfortable Steuerung, Verfahrenskombinationen und leistungsfähige Achsantriebe sorgen bei Drehmaschinen und Drehzentren für kurze Fertigungs- und Nebenzeiten. Die Exponate der rund 190...

Komfortable Steuerung, Verfahrenskombinationen und leistungsfähige Achsantriebe sorgen bei Drehmaschinen und Drehzentren für kurze Fertigungs- und Nebenzeiten. Die Exponate der rund 190 Drehmaschinenhersteller spiegelten in dieser Hinsicht den technischen Fortschritt wider. Viele Unternehmen präsentierten Neu- und Weiterentwicklungen, die das Drehen schneller, genauer und vielseitiger machen.Einfach Spitze - so lässt sich die Bilanz des EMO-Veranstalters auf den Punkt bringen. Die vom 12. bis 19. September in Hannover stattgefundene Weltmesse der Metallbearbeitung konnte ihre Spitzenstellung deutlich weiter ausbauen, sowohl hinsichtlich der Ausstellungsfläche (192 266 m2), der Anzahl der Aussteller (2263 Aussteller aus 39 Ländern) und der Besucheranzahl von rund 200 000 - 11% mehr als auf der EMO Hannover 1997. Rund 35% der Besucher kamen aus dem Ausland, vor allem aus der Schweiz, Österreich und Schweden. Aus den USA, dem wichtigsten Auslandsmarkt der deutschen Werkzeugmaschinenhersteller, kamen trotz der Terroranschläge etwa 1300 Fachbesucher (1997: 4000 Besucher).Nach Auffassung des Branchenverbandes VDW wurde die positive Stimmung in den Ausstellerbranchen aufgrund des Produktionsrekords auf der EMO bestätigt. Immerhin 42% der Aussteller bezeichnen die wirtschaftliche Situation in der Werkzeugmaschinen- und Präzisionswerkzeugindustrie als gut bis sehr gut, weitere 41% äußerten sich in dieser Hinsicht zufrieden.Hauptsächliches Ziel der EMO-Besucher war es, sich über Neu- und Weiterentwicklungen ebenso zu informieren wie über den allgemeinen technischen Stand von Produktionsmitteln. Bezüglich neuer und weiterentwickelter Maschinen hatte die EMO einiges zu bieten. Kurze Durchlaufzeiten und möglichst kurze Prozessketten beim Fertigen von Werkstücken - Werkzeugmaschinen, die mehrere Fertigungsverfahren integrieren, sorgen für höheres Tempo beim Produzieren. Beim Bearbeiten ungehärteter komplexer Werkstücke hat sich das Drehfräsen längst schon durchgesetzt. Solche Maschinen können heutzutage allerdings mehr als nur (Hart)drehen, Fräsen und Bohren. Die Dreh-Bohr-Fräszentren der Baureihe Milturn, der österreichischen WFL Technologies GmbH & Co. KG in Linz sind mit einem Fräskopf (B-Achse) ausgerüstet und quasi Drehmaschine, 5-Achsen-Bearbeitungszentrum, Tiefbohrmaschine und 3D-Messmaschine zugleich. Je nach dem, was der Anwender wünscht, können solche Maschinen auch Abwälzfräsen, Stoßen und anderes mehr. Zur optimalen Kühlschmierung auch beim Tieflochbohren haben die Linzer an ihren Dreh-Bohr-Fräszentren die Möglichkeit geschaffen, alternierend mit Öl oder Emulsion zu arbeiten.Auch auf dem Stand der Chemnitzer Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH konnten sich Besucher über die Leistungsfähigkeit von Dreh-Fräs-Bearbeitungszentren informieren. Die modular aufgebauten Maschinen können mit bis zu 18 Achsen ausgerüstet werden. Ein- und Mehrschlittenausführungen sind ebenso möglich wie eine zusätzliche Fräseinheit, Dreh- und Bohrsupport zur Schwerzerspanung, Untersupportlösungen und Sonderbearbeitungseinheiten.Werkzeugbereitstellungsmodul minimiert Wechselzeit Gerade die werkzeugintensive Komplettbearbeitung birgt beim Werkzeugwechsel erhebliches Einsparpotenzial. Hier setzten die Ingenieure der Heyligenstaedt Werkzeugmaschinen GmbH in Giessen bei der Weiterentwicklung ihres Dreh-Bohr-Fräszentrums Heynumat 35 an. Ein im Arbeitsraum der Maschine integriertes Werkzeugbereitstellungsmodul sorgt für kürzeste Werkzeugwechselzyklen. Der zusätzliche Linearroboter übernimmt während der Hauptzeit den Transport zwischen Kettenmagazin und Werkzeugbereitstellungsmodul, mit einer Verfahrgeschwindigkeit bis 120 m/min. Dieses neu konzipierte Werkzeugwechselsystem reduziert die Span-zu-Span-Zeit um mehr als 60%.Wenn es ums Drehen und Schleifen geht, müssen sich heutzutage Fertigungsplaner nicht mehr unbedingt für das eine oder andere Verfahren auf jeweils einer Maschine entscheiden, sondern können beide Verfahren zur Komplettfertigung auf einer Maschine nutzen. Drehen und Schleifen sind nämlich mittlerweile ein leistungsfähiges Duo geworden. Die Esslinger Index-Werke präsentierten neben dem neuen Dreh-Fräszentrum G 160 und weiterentwickelten CNC-Mehrspindlern auch eine neue Produktlinie von Dreh-Schleifzentren. Analog zum Dreh-Fräszentrum entwickelte Index einen Systembaukasten von Schleifkomponenten, die sich unabhängig vom Maschinentyp mit anderen Einheiten zum Drehen oder Fräsen kombinieren lassen. Ohne besondere Maßnahmen lassen sich damit Rundheiten von 0,85 bis 0,9 µm und Ebenheiten von 0,65 bis 1,0 µm erreichen. Die Vorteile der Verfahrenskombination: Mit Hartdrehen lässt sich das Schleifaufmaß reduzieren, das wiederum senkt beträchtlich die Hauptzeit fürs Schleifen. Mit dem horizontalen Dreh-Schleifzentrum lassen sich beispielsweise hochgenaue Wellen hart in einer Spannung komplett bearbeiten. Für Futterteile mit Innen- oder Außenschleifoperationen eignen sich die vertikalen Drehzentren, die mit je einer Innen- und Außenschleifspindel ausgerüstet sind.Horizontale Pick-up-Maschine zur Wellenbearbeitung Ebenfalls für die Verfahrenskombination gerüstet sind die neuen horizontalen Pick-up-Dreh- und Produktionszentren der HSC-Baureihe der Emag GmbH in Salach (Bild 5), die dem Konzept der erfolgreichen Vertikaldrehmaschinen entsprechen. Die wellenförmigen Teile liegen in Prismen und werden in der Pick-up-Station von der Spindelstock-/Reitstockeinheit zwischen Spannmittel und Reitstockspitze gespannt und aufgenommen. Im Vergleich zu den üblichen Portalladern sind die Beladewege kürzer. Auch der Platzbedarf ist kleiner. Wie bei den vertikalen Futtermaschinen wird die Fertigungsqualität dadurch gesichert, dass die bearbeiteten Wellen auf dem Weg zur Ablegestation außerhalb des Arbeitsraumes mit einem Messtaster in der Arbeitsspannung gemessen werden. Bei Abweichungen wird das Werkstück wieder in den Arbeitsraum gefahren und - wie alle nachfolgenden Teile - maßgerecht bearbeitet. Wenn es darum geht, unproduktive Nebenzeiten zu verkürzen, kommen Linearantriebe dann zum Zug, wenn die zu überbrückenden Wege entsprechend lang sind. Die Dynamik, die Eilganggeschwindigkeiten sowie die Beschleunigungs- und Verzögerungswerte solcher Antriebe übertreffen um Größenordnungen die von herkömmlichen Antrieben. Branchenprimus Gildemeister präsentierte insgesamt 14 Werkzeugmaschinen mit Linearantrieben. Darunter die neuen CNC-Mehrspindel-Drehautomaten der Baureihe GMC linear (Bild 6) für Durchmesser von 3 bis 55 mm, die mit der Siemensteuerung 840D ausgerüstet sind. Nicht weniger produktivitätssteigernd als die Linearantriebe in den X-Achsen der vierten und fünften Bearbeitungsstation wirken sich die integrierten Spindelmotoren in Synchrontechnik aus, die bereits bei 100% Einschaltdauer je nach Maschinenausführung Leistungen zwischen 9,1 und 17,7 kW sowie Drehmomente von 15 bis 84,4 Nm bringen. Anstatt wie sonst üblich nach der fünften Operation am Werkstück in Ausgangsposition zurückzutakten, drehen die neuen Mehrspindler die Spindeltrommel sofort in Position 1 weiter. Jeder Spindelmotor ist separat ansteuerbar. In jeder Bearbeitungsstation können Drehzahl oder Schnittgeschwindigkeit optimal auf den Prozess abgestimmt werden. Die eigens für die Mehrspindler entwickelte Software ,,MF Programmer 3D" bildet detailgetreu die Arbeitsräume der Maschinen ab. Nach Eingabe der Werkstückgeometrie steht das Teil dreidimensional zur Verfügung. Schritt für Schritt lässt sich nun menügestützt der Bearbeitungsablauf programmieren. Anschließend startet die 3D-Echtzeitsimulation, bei der alle Werkzeugträger gleichzeitig zu betrachten sind. Hohen Bedienkomfort wie grafisch unterstützte Dialogprogrammierung mit Werkstoff- und Werkzeugbibliothek und 3D-Simulation bietet auch das Hochleistungs-Drehzentrum Digiturn der Hitachi Seiki Europe GmbH in Krefeld. Das spezielle NC-Spannfutter mit 210 mm Durchmesser spannt dünnwandige Teile verformungsarm. Über die Steuerung werden Durchmesser, Spannhub, Geschwindigkeit und Spannkraft beeinflusst. Die Eilganggeschwindigkeit in X- und Z-Achse beträgt 40 m/min. Die Drehzahl der Motorspindel liegt zwischen 40 und 5000 min-1. Der VDI-40-Werkzeugrevolver nimmt 12 angetriebene Werkzeuge auf.Mit Linearwerkzeugmagazin ausgerüstet ist die Drehzelle mit Portallader PC-CNC der Spinner GmbH in Sauerlach, die vor allem fürs Bearbeiten gehärteter Werkstücke geeignet ist. Die mit dieser Maschine erreichbaren Kreisformgenauigkeiten von 0,2 µm und die Positionierwiederholgenauigkeiten der Linearachsen von 0,4 µm brauchen einen Vergleich mit Hochgenauigkeits-Schleifmaschinen nicht zu scheuen.Unterschiedliche Betriebsmodi - Hand-, Zyklen-, CNC und interaktive Konturprogrammierung - sind ein Merkmal der Drehmaschine CD 402, die die DMT Drehtechnik, Lörrach, vorstellte. Im Werkzeugrevolver ist eine NC-Achse integriert. Für eine hohe Laufruhe sorgt der Direktantrieb vom Motor auf die Hauptspindel.Fürs wirtschaftliche Drehen kleiner Teile im Futter und von der Stange offeriert die GDW Werkzeugmaschinen Herzogenaurach GmbH ihren Kurzdrehautomat 240 CNC. Ein Kreuzschlitten mit Kugellinearführungen in X- und Z-Richtung nimmt die Werkzeuge auf. Zahlreiche Zusatzausrüstungen wie ein 8fach Scheibenrevolver, der hinter der Drehmitte angeordnet wird, oder Schnellspanneinrichtungen stehen zur Verfügung.Y-Achse erweitert den Arbeitsbereich Es muss nicht gleich ein Dreh-Fräszentrum sein, um Werkstücke komplett fertigen zu können. In vielen Fälle reicht eine Drehmaschine mit einer zusätzlichen Y-Achse, wie beispielsweise das Drehzentrum ZT2500Y der Mori Seiki GmbH in Stuttgart, aus. Zwei Spindeln und zwei Revolverköpfe ermöglichen das simultane Bearbeiten an zwei Seiten. Beide Spindeln und Revolver können frei miteinander kombiniert werden. Beim Bearbeiten von Außendurchmessern werden beide Spindeln synchronisiert, um das symmetrische Bearbeiten am Werkstück mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen.