Zerspanung Auf 60-t-Positioniertisch mikrometergenau fräsen

Autor / Redakteur: Matthias Baumbusch / Rüdiger Kroh

Für das Bearbeiten von Präzisionsbauteilen mit einem Gewicht bis 60 t wurde eine Portalfräsmaschine entwickelt, deren Herzstück ein Schwerlastpositioniertisch ist. Damit ist es möglich, die tonnenschweren Bauteile hauptzeitparallel außerhalb der Maschine auf Paletten zu rüsten und innerhalb weniger Minuten einzuwechseln.

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(Bild: Fibro)

Präzisionsbauteile mit einem Gewicht bis 60 t in kleinsten Stückzahlen rationell fertigen. Vor dieser Aufgabe stand der Maschinen- und Anlagenbauer Fill aus der österreichischen Gemeinde Gurten im Innviertel. Gemeinsam mit dem Großmaschinenspezialisten SHW Werkzeugmaschinen entwickelte das Unternehmen eine universell einsetzbare Portalfräsmaschine, mit der tonnenschwere Werkstücke präzise und zugleich effizient bearbeitet werden können. Herzstück ist ein annähernd wartungsfreier Positioniertisch mit groß dimensionierter Wälzlagerung des Rundtischspezialisten Fibro.

21 m lange Portalfräsmaschine mit Universalfräskopf

Günter Redhammer, Teamleiter Teilefertigung bei Fill, ist seine Begeisterung für das Konzept der SHW Power-Bridge vom ersten Moment an anzumerken. Kein Wunder: Die über 21 m lange Portalfräsmaschine mit Universalfräskopf in orthogonaler Bauweise, zweiter Bearbeitungsbrücke, mitfahrendem Werkzeugroboter und Bedienstand sowie synchronem Werkzeug- und automatischem Fräskopfwechsel ermöglicht in der Einzelteilfertigung kürzeste Rüstzeiten und genaue Ergebnisse.

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Die Rüstzeit beträgt nur wenige Minuten

Anstatt die tonnenschweren Bauteile umständlich mit Kran und Messuhr auf einem Trägersystem in der Maschine aufzubauen und auszurichten, was gut und gerne mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann, werden die Teile hauptzeitparallel außerhalb der Maschine auf Paletten gerüstet. Mithilfe eines Nullpunktspannsystems sind diese innerhalb weniger Minuten auf den Fibromax-Schwerlastpositioniertisch eingewechselt. „Als Fertiger von groß dimensionierten Einzelteilen muss ich schauen, dass ich die Nebenzeiten aus der Maschine herausbekomme“, erläutert Redhammer. Mit der Kombination aus Nullpunktspannsystem und Positioniertisch gelingt das. „Sobald die Palette gespannt ist, tasten wir das Werkstück auf der einen Seite an, dann auf der anderen und richten anschließend den Rundtisch mit dem Werkstück exakt aus. Schon sind wir bereit zum Fräsen.“

Da Fill in seinen Syncromill-Bearbeitungszentren sowie in einer Fahrständermaschine mit Schwenkbrücken und Rundtischen von Fibro stets sehr gute Erfahrungen gemacht hat, fiel die Wahl auch bei der Ausrüstung der Power-Bridge auf das Weinsberger Unternehmnen. „Ich muss darauf vertrauen können, dass der Rundtisch zehn bis 15 Jahre läuft. Das ist bei Fibro der Fall“, betont Redhammer.

Im Vergleich zu hydrostatisch gelagerten Rundtischen schneidet der wälzgelagerte Fibromax in der Bewertung von Redhammer hervorragend ab. Zusätzlich zum vergleichsweise geringen Invest überzeugt der Schwerlasttisch mit geringen laufenden Kosten. „Der Rundtisch ist lebensdauergeschmiert und erfordert praktisch keinen Wartungsaufwand.“ Lediglich ein kleiner Ölbehälter für die Klemmung müsse zweimal im Jahr kontrolliert werden. „Es gibt keine wirkliche Wartung, keine Stillstandzeiten und keine Entsorgungskosten für Öl und Filter. Trotz der asymmetrischen Aufspannung erzielen wir Genauigkeiten, die weit über den geforderten Werten liegen.“

Rundlaufgenauigkeit von 0,005 mm

Ganz bewusst hat der Fertigungsprofi den Rundtisch etwas überdimensioniert, um bei einer außermittigen Beladung Taumelfehler vollständig auszuschließen. Laut Prüfprotokoll erreicht der für eine Transportlast von 60 t ausgelegte Fibromax SLR 17 eine Rundlaufgenauigkeit sowie eine Ebenheit von 0,005 mm, die Teilgenauigkeit liegt bei ± 1,7". „Wir sind in der Lage, die hohe Präzision, die bei unseren Bearbeitungen erforderlich ist, auch mit einem Rundtisch zu erzielen, der nicht hydrostatisch gelagert ist“, betont Redhammer. „Qualitativ reiche ich sehr nahe heran und habe preislich einen deutlichen Unterschied.“

Flexible Positionierung von schweren Lasten

Mit ihrer hohen Steifigkeit und einem optimierten Kraftfluss sind die NC-Rundtische speziell für die flexible Positionierung von schweren Lasten konzipiert. Die neuste Version, den Fibromax 2.0, gibt es in vier Baugrößen mit Durchmessern von 1250, 1800, 2500 und 3200 mm für Transportlasten von 25, 50, 100 und 400 t. Eine groß dimensionierte, wartungsfreie Wälzlagerung nimmt bei den XXL-Rundtischen sowohl radiale als auch axiale Kräfte auf. Zusätzlich erhöht eine hydraulische Schalttellerklemmung im positionierten Zustand das Tangentialmoment und entlastet das Getriebe.

Im Gegensatz zu hydrostatisch gelagerten Rundtischen, bei denen der Schaltteller mit jedem Zyklus angehoben wird, kommt der Fibromax ohne Hydraulikaggregat und ohne Kühlung aus. Die Wälzlagerung nimmt axiale Kräfte zuverlässig auf, ohne dass die Gefahr eines Wärmeverzugs besteht. Bei einem plötzlichen Stromausfall bleibt die Lagerfunktion uneingeschränkt erhalten. In Verbindung mit dem spielfreien Twin-Drive-Antrieb bietet der Rundtisch zusätzlich die Möglichkeit für das Rundfräsen und für die simultane Mehrachsbearbeitung.

Jetzt unabhängig von externen Lieferanten

Aus guten Gründen hat sich Fill für die Umsetzung eines neuen Maschinenkonzepts entschieden. Zum einen sei es bei der Bearbeitung von Grundgestellen auf Fahrständermaschinen immer wieder zu geometrischen Abweichungen gekommen, zum anderen sollte die Effizienz der Fertigung erhöht werden. Und schließlich wollte man sich unabhängig machen von den zum Teil überlangen Lieferzeiten, wenn Großteile außer Haus gefertigt wurden. „In der Regel haben wir vier bis sechs Wochen Zeit zur Fertigung von der Zeichnung weg. Das bekommt man bei großen Teilen auf dem freien Markt nicht. Wir mussten also selber etwas machen und uns auf eigene Beine stellen“, unterstreicht Fill-Geschäftsführer Wolfgang Rathner. „Heutzutage bekommt nicht mehr unbedingt der Günstigere, sondern immer häufiger der Schnellere den Auftrag.“

Auf dem Markt für groß dimensionierte Portalfräsmaschinen sei man nicht fündig geworden, so Rathner. Hydrostatisch gelagerte Maschinen erzielten zwar die geforderte Präzision, waren jedoch in der Kalkulation kaum darstellbar. Günstigere Maschinen wiederum wiesen Defizite bei der Genauigkeit und bei der Flexibilität auf. Die entscheidende Frage sei gewesen: Warum baut Fill die Maschine nicht selbst? „Portalfräsmaschinen im kleineren Bereich bauen wir schon, ebenso unsere Syncromill. Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik – all das können wir“, so Rathner. Dass SHW zu diesem Zeitpunkt bereits ein erstes Konzept für eine universell einsatzbare XXL-Portalfräsmaschine in der Schublade hatte, kam dem österreichischen Unternehmen gelegen.

Fahrständermaschine als Vorlage

Gemeinsam trimmte man das Konzept auf die besonderen Anforderungen der flexiblen Fertigung und stellte dabei eine hohe Qualität und Leistung, eine hohe Genauigkeit und einen attraktiven Preis in den Fokus. Zentrale Komponenten wie Brücke, Spindelstock, Fräskopf und Zahnstangenantriebe übernahm SHW von seinen Uni-Force-Fahrständermaschinen und adaptierte sie für die Power-Bridge. Die Zerspanleistung, Genauigkeit, Produktivität, Zuverlässigkeit und Flexibilität der Fahrständermaschinen wurden gewissermaßen auf das Portalkonzept übertragen. Der Schwerlasttisch von Fibro rundete das Konzept ab.

Aus Sicht von Rathner ist die Rechnung aufgegangen: „Heute wissen wir, dass wir den Treffer gemacht haben, den wir wollten. Die Portalfräsmaschine eignet sich für den schweren Maschinenbau. Sie ermöglicht Lasten bis 300 t auf dem Plattenfeld und 60 t auf dem Drehtisch – wohl gemerkt bei maximaler Genauigkeit und Effizienz. In unserer klimatisierten Halle erreichen wir Genauigkeiten im µ-Bereich und können heute ein Produkt-Portfolio mit kurzen Lieferzeiten anbieten, was bis dato so nicht möglich war.“ MM

* Matthias Baumbusch ist Leiter Vertrieb Rundtische bei der Fibro GmbH in 74189 Weinsberg

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