Geschwindigkeit ist keine Hexerei

28.09.2006 | Redakteur: Bernhard Kuttkat

Bearbeitungszentren fertigen Werkstücke schnell, genau und prozesssicher. Nur wenn Bearbeitungszentren bohren und fräsen, bringen sie Geld. Alle anderen Abläufe und Tätigkeiten an der Maschine, die...

Bearbeitungszentren fertigen Werkstücke schnell, genau und prozesssicher Nur wenn Bearbeitungszentren bohren und fräsen, bringen sie Geld. Alle anderen Abläufe und Tätigkeiten an der Maschine, die letztlich keine Späne erzeugen verursachen Kosten. Ziel von Entwicklungsingenieuren ist es deshalb, Rüst- und Nebenzeiten von Werkzeugmaschinen zu minimieren. In kürzester Zeit soll das Werkstück bearbeitet werden können, natürlich möglichst komplett. Tempo ist also angesagt, sowohl beim Spanen als auch beim Positionieren. Und weil die Lösgrößen schrumpfen, gilt es verstärkt, auch die Umrüstzeiten in den Griff zu bekommen. Was Bearbeitungszentren in dieser Hinsicht bereits zu leisten vermögen, ließ sich auf der Stuttgarter AMB eindrucksvoll nachvollziehen. So ermöglichen dynamische Antriebe an NC-Schwenk-Rundtischen von vertikalen Bearbeitungszentren flotte Bewegungen, wie beispielsweise das Vertikalzentrum C 30 von Hermle zeigt. Das Bearbeiten des Werkstücks von fünf Seiten sowie die fünfachsige Simultanbearbeitung hat dadurch an Produktivität gewonnen. Torque-Motoren mit Drehzahlen bis 25 min-1 in der A-Achse und bis 65 min-1 in der C-Achse sorgen für flottes Schwenken und Drehen.Der von Hermle für diese Bearbeitungszentren zusammengestellte Baukasten, aus dem Anwender sich ihre Maschine maßschneidern können, ist gut gefüllt, angefangen von unterschiedlichen Tischvarianten und Werkstückaufnahmen über Werkzeugmagazinerweiterung bis hin zu Komponenten zum Ausbau zur hochproduktiven Fertigungszelle mit Palettentransport und Palettenmagazinierung. Werkzeug- und Formenbauer werden das Grafitbearbeitungspaket für die Elektrodenfertigung zu schätzen wissen, das ebenfalls im Baukasten enthalten ist - ein Baukastenprinzip, so Hermle, das seinesgleichen suche. Und noch ein Alleinstellungsmerkmal reklamiert das Gosheimer Unternehmen für sich. ,,Wir sind der einzige Hersteller, der für alle seine Universalfräsmaschinen die Steuerungen iTNC 530 oder S 840 D mit integriertem Personenschutz bereits serienmäßig als Standard anbietet", so Marketingleiter Udo Hipp. Werkzeugwechsel im Sekundentakt Gerade dann, wenn häufig Werkzeuge einzuwechseln sind, gewinnt die Span-zu-Span-Zeit an Bedeutung. Ausgeklügelte Mechanismen zwischen Werkzeugmagazin und Werkzeugwechsler bewirken rasches Einwechseln und Tempo beim Positionieren und sorgt für kurze Span-zu-Span-Zeiten, wie zum Beispiel die Vertikal-Bearbeitungszentren von Gildemeister zeigen. So beträgt die Span-zu-Span-Zeit des neuen 5-Achsen-Universal-Fahrständer-Bearbeitungszentrums DMC 60 T mit Ketten-Werkzeugmagazin nur 4 s (das vertikale Fahrständerbearbeitungszentrum DMP 60 V linear der Bielefelder legt mit einer Span-zu-Span-Zeit von 1,8 s eine Bestmarke vor). Zusätzlich zur 28-kW-Motorspindel des Fräskopfes mit Drehzahlen von 12 000 oder 18 000 min-1 tragen Eilganggeschwindigkeiten von 50 m/min bei einer Beschleunigung von 0,6 g zur Produktivitätssteigerung ebenso bei wie ein schneller Palettenwechsler zum hauptzeitparallelen Rüsten. Die Bielefelder haben den Palettenwechsler um 45° zum Arbeitsraum versetzt installiert, so dass beim Einrichten des Werkstücks der Arbeitsraum gut zugänglich ist. Die B-Achse mit einem Schwenkbereich von jeweils 30° über die horizontale beziehungsweise vertikale Achse hinaus ermöglicht das Bearbeiten unter negativen Winkeln. Dass Geschwindigkeit keine Hexerei ist, belegt auch das vertikale Fahrständerbearbeitungszentrum Z 08 Magnum mit NC-Schwenk-Rundtisch und NC-Schwenkkopf, die fünfachsige 5-Seiten-Bearbeitung von Chiron, dessen Span-zu-Span-Zeit kurze 1,9 s dauert. Davon beansprucht der Werkzeugwechsel gerade mal schlappe 0,8 s. Hochdynamische Achsantriebe sorgen für Eilganggeschwindigkeiten bis zu 75 m/min, bei Beschleunigungen bis zu 2 g. Das verkürzt die Zeit fürs Positionieren. Auch hinsichtlich der maximalen Spindeldrehzahlen bleiben kaum Wünsche offen. Motorspindeln mit Drehzahlen bis 27 000 min-1 tragen ihren Teil zur Steigerung der Produktivität bei. Bezüglich der Leistungsfähigkeit dieser Maschine stellt Chiron sein Licht nicht unter den Scheffel: Nicht nur schnell, sondern auch genau lassen sich bei komplexer Werkstückgeometrie fünf Seiten bearbeiten, die dazu erforderlichen ebenso schnellen und genauen Simultanabläufe mit fünf Achsen habe die Steuerung im Griff. Chiron-Geschäftsführer Dr.-Ing. Hans-Henning Winkler bringt die Bedürfnisse der Anwender auf den Punkt: ,,Hervorragende Fertigungszentren herzustellen reicht heute nicht mehr aus. Die Kunden erwarten zu Recht mehr, nämlich die für die Bearbeitungsaufgaben, das Mengengerüst und die Rahmenbedingungen projektierte Werkzeugmaschine." Stromsparfunktionen senken Energieverbrauch Zusätzlich zu den üblichen Produktivität steigernden Maßnahmen wie hochtourige Spindeln, kurze Span-zu-Span-Zeiten und flotte Eilganggeschwindigkeiten widmete sich der japanische Werkzeugmaschinenhersteller Yamazaki Mazak bei der Entwicklung seiner neuen vertikalen Bearbeitungszentren Nexus auch dem Energieverbrauch dieser Maschinen und wählte eine pfiffige Lösung zur Energieeinsparung. Weil sich die Arbeitsraumbeleuchtung und der Bildschirm der Steuerung automatisch nach 15-minütigem Stillstand der Maschine ausschalten, und die Maschine 5 min nach Beendigung eines Arbeitsgangs ebenfalls automatisch ausgeschaltet wird, verringert sich der Bereitschafts-Stromverbrauch dieser vertikalen Bearbeitungszentren um bis zu 30%. Auch der Druckluftverbrauch ist im Vergleich zu anderen Maschinen um 30% reduziert worden.

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