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AMB 2018

Automatisieren und integrieren

| Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Mazak zeigt auf der AMB einen Querschnitt aus seinem Maschinenprogramm. Dabei werden elf Maschinen mit unterschiedlichen Maschinentechnologien aus allen Baureihen live unter Span zu sehen sein.

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Multiplex W-200Y mit dem eigens von Mazak in Deutschland entwickelten Rundschalttisch. Er biete eine um 144 % gesteigerte Teilekapazität im Vergleich zum Standardspeicher.
Multiplex W-200Y mit dem eigens von Mazak in Deutschland entwickelten Rundschalttisch. Er biete eine um 144 % gesteigerte Teilekapazität im Vergleich zum Standardspeicher.
(Bild: Mazak)

Ein besonderer Fokus soll auf den innovativen Automatisierungslösungen liegen, die an vier unterschiedlichen Maschinentypen gezeigt werden. Ein Highlight sei die Automatisierung des 2-Spindel-Drehzentrums Multiplex W-200Y mit Portalladesystem. Anstelle eines Werkstückspeichers ist ein Rundschalttisch angebaut, der mit Werkzeugträgerblechen ausgerüstet ist. Dieser Rundschalttisch wurde von Mazak Engineering Deutschland als Werkstückspeicher und Zuführstation konzipiert. Er biete bei kleiner Aufstellfläche Platz für bis zu 200 Werkstücke bei einer Durchschnittsgröße von 60 mm, eine Steigerung um 144 % im Vergleich zum Standard-Speicher. Dies erlaubt längere mannlose Schichten, ein wichtiger Aspekt in Zeiten des großen Fachkräftemangels. Der Rundschalttisch ermöglicht permanentes hauptzeitparalleles Rüsten und sorgt damit für eine gute Auslastung der hochproduktiven Multiplex-Maschine. Die gute Zugänglichkeit zu Roh-und Fertigteilen sei ein besonderer Vorteil dieser Lösung. Die Automatisierung mit Rundschalttisch ist für alle Einsatzgebiete und Branchen geeignet, optimal bei kleineren Bauteilen in mittleren bis großen Serien.

Zweifacher Palettenwechsler als innovative Automatisierungslösung

Eine weitere Automatisierungslösung, die Mazak auf der AMB vorstellt, ist ein zweifacher Palettenwechsler, der das horizontale 5-Achs-Bearbeitungszentrum HCR-5000 produktiv machen soll. Die Maschine wurde für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Aluminium konzipiert und verfügt über eine Hochleistungsspindel mit 30.000min-1. Die Horizontalanordnung der Spindel sowie der Schwenkrundtisch sollen die zuverlässige Abführung auch großer Spanmengen, wie sie bei der Aluminiumbearbeitung entstehen, gewährleisten. Speziell für die 5-Achs-Bearbeitung wurde die Steuerung Mazatrol Smooth X mit verbesserter Software ausgestattet.

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Für Standarddrehmaschinen hat sich die Automatisierung mit Roboterbeladesystemen bewährt. Neu im Mazak-Portfolio ist ein TA-20-Roboter, der im Vergleich zum TA-12-Roboter (Werkstückgewichte bis 12 kg) für Werkstückgewichte bis 20 kg ausgelegt ist. Gezeigt wird diese Lösung an einer Drehmaschine QT 250MSY. Die TA 20 ist eine einfach zu programmierende Roboterzelle. Das Automatisierungstool für das Beladesystem ist als App in die Mazatrol integriert, sodass Maschine und Beladesystem perfekt miteinander koordiniert werden. Die Programmierung – auch des Roboters – erfolgt über sehr schnell verständliche, einfache Menüs in der Mazak-Smooth-Steuerung, die intuitive Bedienung und extrem schnelle Rüstzeiten gewährleiste. Diese Art der Automatisierung sei ideal für kleine bis mittelgroße Losgrößen in jeder Betriebsgröße.

Roboterbeladesystem am vertikalen Bearbeitungszentrum

Ein weiteres Roboterbeladesystem wird am vertikalen Bearbeitungszentrum VCN-530 Smooth G gezeigt. Die VCN hat die höchste Produktivität unter den vertikalen Bearbeitungszentren dieser Größenordnung, so der Hersteller. Kürzere Zykluszeiten verdankt sie der hohen, maximalen Vorschubgeschwindigkeit von 42 m/min, gutem Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten und schnellem Werkzeugwechsel von 2,8 s. Eine Mazatrol Smooth G CNC Steuerung sorge für höchste Bedienerfreundlichkeit. Der Beladeroboter verfügt über eine Standardschnittstelle Profibus und kann dadurch schnell und einfach an sämtliche Maschinen in einer Fertigung angedockt werden.

Lösungen für einen längeren Betrieb ohne Bedieneraufsicht

Die 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihen Integrex und Variaxis sind mit perfekt auf die Maschinen abgestimmten Systemen wie Palettenwechlser und Roboterbeladung automatisierbar. Lösungen wie zum Beispiel Multi Pallet Pool (MPP) gewährleisten den superschnellen Palettentransfer und deutlich längeren Betrieb ohne Bedieneraufsicht, ideal für mannlose Nachtschichten. Das System wird über die Smooth-CNC-Steuerung gesteuert, die über die Mazak-Software Smooth MPP verfügt. Smooth MPP vereinfacht mit innovativen Funktionen die Auftragsterminierung und ermöglicht die schnellere Analyse der Produktionsergebnisse sowie eine effizientere Systemauslastung, heißt es weiter. Auf die Daten könne zudem extern von PCs und Smartphones aus zugegriffen werden.

Drehen und Fräsen auf einer Maschine

Neben der Automatisierung ist die Verfahrensintegration ein wichtiges Thema. Das Done-in-one-Prinzip der Mazak-Multifunktionsmaschinen bringt Drehen und Fräsen auf eine Maschine mit dem Ziel, Werkstücke in einer Spannlage komplett zu bearbeiten und damit eine Kostenreduzierung, kürzere Zykluszeiten, höhere Genauigkeit und eine höhere Produktivität zu erreichen. Als einer der ersten Anbieter weltweit hat Mazak additive Fertigung und Multi-Funktionstechnologie in einer Maschine vereint.

In Zusammenarbeit mit dem Werkzeughersteller Sandvik integriert Mazak nun das Power Skiving als weiteres Bearbeitungsverfahren in die Multifunktionsmaschinen. Gezeigt wird die Applikation Skiving auf einer Integrex i-500U mit integriertem Reitstock und Werkzeugaufnahme der Größenordnung SK50 mit Capto C8 Werkzeugen. Die Maschinenlösung eigne sich vor allem für die Fertigung von wellenförmigen Werkstücken, aber auch von großen Zahnrädern in kleinen Losgrößen, die beispielsweise in Tunnelbohrmaschinen und Windkraftanlagen Einsatz finden.

Das anspruchsvolle Konzept der AM-Maschinen integriert das additive Verfahren des Laser-Schweißprozesses in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum aus der Integrex-Baureihe. Ein eingebauter 1 kW Faserlaser kommt zum Schmelzen des Metallpulvers zum Einsatz, das dann lagenweise mittels austauschbarer Beschichtungsköpfe aufgetragen wird. Diese Köpfe sind im Standard-Werkzeugmagazin der Maschine untergebracht. Der Wechsel zwischen den Werkzeugen für additive und subtraktive Fertigung erfolgt über die intuitiv bedienbare Mazak Smooth-X-Steuerung. Die Durchlaufzeiten würden dadurch optimiert.

Das additive Fertigungsverfahren ist bisher auf den Mazak-Maschinen der Baureihen Integrex und Variaxis integriert. Auf der AMB wird das Additive Manufacturing (AM) auf einer Variaxis j-600/5X AM gezeigt. Es erlaubt das Aufbringen verschiedenster Werkstoffe wie z.B. Edelstahl, Nickellegierungen und Kupfer. Damit sind die unterschiedlichsten Einsatzzwecke möglich, wie beispielsweise die Komplettbearbeitung von Teilen unter Nutzung sowohl der spanabtragenden als auch der additiven Bearbeitungen innerhalb des gleichen Bearbeitungsprozesses oder auch die Reparatur abgenutzter oder beschädigter Teile.

Das reibungslose Ineinandergreifen der unterschiedlichen Prozesse wird durch den Einsatz der neuesten Mazak Smooth Steuerungstechnologie möglich. Die für die 5-Achsbearbeitung entwickelte SmoothX steuert die hocheffiziente Zerspanung prismatischer, runder oder hochkomplex geformter Werkstücke sowie endkonturnaher Merkmale, die zuvor anhand des integrierten additiven Verfahrens erzeugt wurden.

Die vertikalen Bearbeitungszentren der Baureihe VTC sind als VTC 800/30SR mit Smooth-X-Steuerung, als VTC-530 und VTC-760C jeweils mit Siemenssteuerung Sinumerik 828D sl zu sehen. Mazak hat bereits eine große Anzahl von Maschinen aus unterschiedlichen Baureihen mit der Sinumerik 840D sl ausgestattet, mit dem Fokus auf jene Anwender, die ihre Fertigung auf Siemenssteuerungen ausgerichtet haben. Neu ist jetzt die Ausführung der VTC-530 und VTC-760 mit Sinumerik 828D sl. Das Sinumerik-Paket beinhaltet die CNC-Steuerung, eine Mazak-Spindel mit integriertem Siemens-Motor und Sinumerik-Antriebe und -Servomotoren.

IOT: Mazak Maschinen sind optional mit der MTConnect Schnittstelle kompatibel. MTConnect ist ein offenes Kommunikationsprotokoll zur Datenerfassung von Werkzeugmaschinen, Peripheriegeräten, Sensoren et cetera. Standardisierte Daten können unabhängig von Herstellern oder Modellen zur Verfügung gestellt werden, sodass Unwirtschaftlichkeiten und Ausfallzeiten frühzeitig erkannt werden. Eine große Vielzahl technischer Informationen wie beispielsweise Spindellast, Werkstückzählstand und Achsenvorschubgeschwindigkeit stehen zur Auswertung zur Verfügung. Als Mitglied des Beraterausschusses "MTConnect Technical Advisory Group" hat Mazak MTConnect bereits in der Entwicklungsphase nach Kräften unterstützt und war maßgeblich an der Ausarbeitung dieses neuen Kommunikationsprotokolls beteiligt.

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