Spanende Fertigung

Hochdynamisch und genau

28.09.2006 | Redakteur:

Flexible 5-Achs-Simultanbearbeitung komplexer Werkstücke.

Flexible 5-Achs-Simultanbearbeitung komplexer WerkstückeZur flexiblen Fertigung von komplexen Teilen in einer Aufspannung entwickelte StarragHeckert die STC-Symphony-Baureihe von Bearbeitungszentren. Ausgelegt zur 5-Achs-Simultanbarbeitung von komplexen Teilen, beispielsweise im Flugzeug- und Turbinenbau, im Werkzeug- und Formenbau sowie im allgemeinen Maschinenbau, unterscheiden sich die Ausführungen der Bearbeitungszentren STC 1000, STC 1250 und STC 1600 im Wesentlichen durch die Abmessungen der Aufspannfläche und damit des Arbeitsraumes.

Mit dieser neuen Baureihe wurden die Erfahrungen aus der früheren Starrag-ZT-Baureihe sowie der großen CWK-Baureihe von Heckert zusammengeführt. Mit einer Teilegleichheit von fast 80% ergeben sich für den Anwender auch logistische Vorteile.

Aufgrund der modularen Bauweise lassen sich die Maschinen an unterschiedliche und schnell wechselnde Produktionsbedingungen anpassen. Im Vergleich zu den Vorgängermodellen haben die neue Maschinen eine erheblich größere Leistung. Die 5-Achs-Bearbeitungszentren bieten die Möglichkeit, das Werkstück in einer einzigen Aufspannung an fünf Seiten mit jedem beliebigen Winkel zu bearbeiten. Schräge Flächen in beliebigen Winkeln, gekrümmte Flächen und Freiformflächen lassen sich problemlos in einer Aufspannung fertigen.

Die Bearbeitung in einer Aufspannung verringert auch den Aufwand für Spannvorrichtungen und das Umspannen des Werkstücks. Die Durchlaufzeit wird beachtlich verkürzt. Sowohl Längs- und Querbett als auch Ständer der Maschinen sind thermosymmetrisch und schwingungsarm ausgelegte, geschweißte Stahlkonstruktionen mit hoher Steifigkeit. Die Hauptwärmequellen der Maschine - Spindel, Hauptgetriebe und Elektrogeräte im Schrank - werden durch einen Kompressorkühler gekühlt. Auch unter extremen Schnittbedingungen und beim Bearbeiten schwer zerspanbarer Werkstoffe kann die Antriebsleistung voll genutzt werden.

In der Standardausführung verfügen die Bearbeitungszentren über einen Einachs-Schwenkkopf mit Getriebe-Arbeitsspindel mit Drehzahlen bis 8000 min-1 und einem Drehmoment von 940 Nm. Alternativ können auch Motorspindeln mit Drehzahlen von 15 000 oder 24 000 min-1 und Leistungen von 70 kW (100% Einschaltdauer) gewählt werden, beispielsweise zur Bearbeitung von Aluminium. Bei der Maschinenversion mit automatischem Arbeitsspindelwechsler können zwei Arbeitsspindeln gegeneinander ausgetauscht werden. Dadurch lässt sich die Maschine an wechselnde technologische Bedingungen automatisch anpassen. Zur Ausrüstung gehört auch eine innere Kühlschmierstoffzuführung mit sieben verschiedenen Druckstufen, die während des Prozesses über die Steuerung anforderungsgerecht ausgewählt werden können.Verlagerungen des Werkzeugs infolge von Temperatur und Fliehkraft werden von der Sensorik erfasst und an die Sinumerik-Steuerung 840 D zur Kompensierung übermittelt.

Die Schwingungssensorik registriert während der Bearbeitung auftretende Vibrationen, ordnet sie dem jeweiligen NC-Programm, dem Werkzeug und der Programmzeile zu. Aufgrund dieser Werte können die Parameter für die Bearbeitung entsprechend angepasst werden. Die Werkzeugverwaltung erfolgt über die CNC. Der automatische Doppelarm-Werkzeugwechsler holt sich die Werkzeuge entweder aus einem Kettenmagazin mit 60 oder 80 Plätzen oder aus einem Turmmagazin mit bis zu 240 Plätzen.

Die Werkzeugmagazine können hauptzeitparallel beladen werden. Standardmäßig verfügen die Maschinen über zwei Spannplätze mit genormten Palettenschnittstellen. Option sind zwei zusätzliche Palettenwechsler stirnseitig am Längsbett. Runde, halbrunde und lineare Palettenspeicher mit einer oder mehreren Speicherebenen ermöglichen den Ausbau der Bearbeitungszentren zu flexiblen Fertigungszellen und die Integration in flexible Fertigungssysteme. Die Bearbeitungszentren können mit einem Laser-Werkzeugmesssystem ausgerüstet sein, das jedes Werkzeug kontrolliert und den Bediener bei Werkzeugbruch oder Schneidenausbruch ebenso warnt wie bei unkorrekter Länge oder Durchmesser des Werkzeugs.

Im Automatikbetrieb werden geeignete Strategien ausgelöst, um Werkstück und nachfolgende Werkzeuge vor Schaden zu schützen. Eine weitere Zusatzausrüstung ist die prozessnahe Werkstückmessung durch schaltende Messtaster. Zum Messen des Werkstücks holt der Werkzeugwechsler die Messtaster aus dem Werkzeugmagazin. Eine weitere Option ist die Chip-Codierung der Werkzeuge, die beim Beladen des Werkzeugmagazins automatisch eingelesen wird.