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Ein Multitalent verkürzt Fertigungszeit

| Redakteur: Güney Dr.S.

CNC-Planschieberkopf und schnell drehender Rundtisch ermöglichen effizientes Drehen auf Bearbeitungszentrum. Die NC-Maschine ist durch eine Vielzahl von Weiterentwicklungen ein Grundbaustein...

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( Archiv: Vogel Business Media )

CNC-Planschieberkopf und schnell drehender Rundtisch ermöglichen effizientes Drehen auf BearbeitungszentrumDie NC-Maschine ist durch eine Vielzahl von Weiterentwicklungen ein Grundbaustein moderner, innovativer und flexibler Fertigungs- und Produktionsbetriebe geworden. Die in nur wenigen Jahren gesammelten Erfahrungen und daraus resultierenden Entwicklungen führten zu einer völlig neuen Maschinengeneration – dem Allrounder. Die NC-Fräsmaschine konnte den stetig steigenden Anforderungen nicht mehr standhalten. Höhere Genauigkeiten verlangten nach schwingungsgedämpften und eigensteifen Maschinengestellen, nach spielfreien Lagern und Spindeln, nach unwuchtfreien Motoren und stabilen Führungen. Zudem sollte die Maschine vielseitiger und anwenderfreundlicher sein. Der Ruf nach steigender Qualität, kürzeren Durchlaufzeiten, höherem Automatisierungs- und Nutzungsgrad führte zu einem unaufhaltsamen Entwicklungsprozess. Automatische Werkzeugwechsler oder Werkstückwechsler, digitale Antriebstechnologien, direkte Messsysteme, Überwachungssysteme, numerisch gesteuerte Rundtische und Schwenkspindeln, frei interpolierbare NC-Achsen sind nur einige Beispiele für den Werdegang von einer einfachen Fräsmaschine zu einem vielseitigen Bearbeitungszentrum. Ein Ende der Entwicklung ist nicht abzusehen. Bearbeitungszentren mit drei linearen NC-Achsen, einem Rundtisch und Schwenkkopf zur 5-SeitenBearbeitung kubischer Werkstücke zählen für die Axa-Entwicklungs- und Maschinenbaugesellschaft schon lange zum Standard. Der Forderung der Kunden, zur Komplettbearbeitung Fertigungsverfahren wie Fräsen und Drehen in eine Maschine zu integrieren, hat sich Axa gestellt und ihr Zubehörprogramm für das Vertikal-Bearbeitungszentrum VHC 50 T um zwei CNC-Planschieberköpfe aus eigener Entwicklung für Dreh- und Spindelarbeiten im Durchmesserbereich bis 300 mm erweitert. Für größere Drehdurchmesser wurde ein schnell drehender NC-Rundtisch mit einer Maximaldrehzahl bis zu 200 min-1 konstruiert. Zusätzlich zu den Fräs- und Bohrbearbeitungen sind nun auch Drehbearbeitungen in einer Aufspannung möglich. Das bringt dem Anwender Vorteile wie Reduzierung der Rüstzeiten oder Qualitätssteigerung durch Vermeidung von Fehlerquellen bei Mehrfachaufspannungen. Die dadurch entstehenden Einsparungen der Durchlaufzeiten und Herstellkosten führen zu einer raschen Amortisation solcher Konzepte.Ventilgehäuse wird komplett gefertigtEin Beispiel für den Einsatz dieser Kombination von Produktionstechniken ist die Komplettfertigung eines Ventilgehäuses auf einem Schwenkkopf-Bearbeitungszentrum. In der Vergangenheit mussten die Passungen und Dichtflächen dieser Werkstücke nacheinander in sechs verschiedenen Sonderspannvorrichtungen auf Drehmaschinen gefertigt werden. Aufgrund der Unwucht und Größe dieser Ventilgehäuse konnte die heutzutage mögliche Zerspanungstechnik nicht optimal genutzt werden. Zu den komplexen und aufwendigen Drehbearbeitungen erfolgte dann auch noch die Bohr- und Fräsbearbeitung, die wiederum in verschiedenen Aufspannungen auf Bearbeitungszentren erledigt werden musste. Allein die Vielzahl dieser Aufspannungen bedeutete ein hohes Fehlerrisiko.Der Einsatz des Schwenkkopf-Bearbeitungszentrums mit NC-Rundtisch und Planschieberkopf ermöglicht nun die Fertigbearbeitung durch Fräsen, Bohren und Drehen in nur zwei Aufspannungen. Zusätzlich zur Einsparung vieler komplexer Spannvorrichtungen und der erheblichen Reduzierung der Rüstzeit werden die Ventilgehäuse nun auf einer Maschine in der halben Fertigungszeit automatisch produziert. Der als gesteuerte U-Achse ausgeführte Planschieberkopf dient zur flexiblen Fertigung von Passungen und Konturzügen über Drehzyklen und Interpolation der Achsen ohne fest eingestellte Spindelwerkzeuge. Die Köpfe sind in Pick-up-Stationen abgelegt und werden automatisch eingewechselt. Ein eigens entwickeltes Verstellgetriebe, automatischer Unwuchtausgleich und ein absolutes Messsystem am Servomotor gewährleisten vibrationsarmen Lauf und Passungsbearbeitung in H7-Qualität. Mit den Planschiebern sind Drehzahlen bis 1000 min-1 und Vorschubkräfte bis 4000 N möglich. Selbst mit Planschieberkopf hat die Gesamtstörkontur minimale Abmessungen. Mit der Aufnahme der Planschieberköpfe in eine Schwenkspindel werden Dreh- und Spindelarbeiten vertikal, horizontal oder schräg zu Koordinatensystem durchgeführt. Kombiniert mit einem Rundtisch lassen sich auch kreuzende Passungen und Umschlagbearbeitungen mit hoher Genauigkeit herstellen. Zur Bearbeitung von Drehdurchmessern größer als 300 mm wird ein schnell drehender NC-Rundtisch in das Bearbeitungszentrum integriert. Der schnell drehende Rundtisch in einem Schwenkkopf-Bearbeitungszentrum ermöglicht die Komplettbearbeitung, bestehend aus Bohren, Fräsen und Drehen, von Planscheiben und Rundtischgehäusen auf nur einer Maschine. Diese Komplettbearbeitung in einer Aufspannung minimiert die Rüstzeit und verbessert die Genauigkeit der bearbeiteten Flächen zueinander.Ein Torque-Motor treibt den Rundtisch anDer Drehtisch erfüllt in Bezug auf Positioniergenauigkeit und Steifigkeit die Anforderungen wie ein konventioneller NC-Rundtisch in vergleichbarer Baugröße. Für schwerste Bearbeitung und höchste Genauigkeit kann der Rundtisch hydraulisch mit einem Haltemoment von 8000 Nm geklemmt werden. Angetrieben wird der Drehtisch über einen Torquemotor, der mit einem Drehmoment von etwa 2000 Nm auch die Bearbeitung mit Durchmessern über 1000 mm ermöglicht. Ein direktes Messsystem mit einer Systemgenauigkeit von ±2“ sorgt für höchste Positioniergenauigkeit. Durch den Einsatz moderner Wälzlager werden auch bei hoher Steifigkeit noch Drehzahlen bis 200 min-1 erreicht. Ergänzt wird das System durch eine neben der Arbeitsspindel fest angebrachte hydraulische Drehstahlspanneinrichtung mit Aufnahmesystem Capto C6. Aus einem separaten Werkzeugmagazin werden dann die benötigten Drehstähle automatisch aufgerufen und eingewechselt.