Drehfutter Leichtbaufutter senken den Energieverbrauch
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Bei der Fertigungstechnik Müller GmbH waren die Prozesse Drehen und Fräsen stets getrennt. Mit den beiden Index G220 werden nun beide Prozesse auf einer Maschine erledigt. Die eingesetzten Leichtbaufutter sparen nicht nur Energie ein, sondern entlasten auch die Spindellagerung.

Die Ansprüche an Geometrie, Komplexität und Toleranzen, aber auch an die Flexibilität der Fertigung wachsen stetig. „Unser Ziel sind neben einer hohen Qualität vor allem kurze Lieferzeiten und die Möglichkeit, bei Bedarf sehr schnell zu reagieren“, fasst Robert Schadow, zuständig für das Auftragsmanagement bei der Fertigungstechnik Müller GmbH, zusammen. Letztlich gehe es darum, hochkomplexe Teile zu einem attraktiven Preis und kurzen Lieferzeiten zu fertigen, aber auch bei einfacheren Teilen die Kosten so weit zu senken, dass für die Kunden eine Fertigung in Deutschland attraktiv ist. Zusätzlich zur Hardware wurde daher auch in eine virtuelle Maschine von Index investiert, mit der die Bearbeitungen im 3D-Modell simuliert, Nebenzeiten verkürzt und mögliche Kollisionen oder andere Fehler im Vorfeld erkannt werden.
Dass die Dreh-Fräszentren mit ihrer dynamischen Motorfrässpindel und dem schnellen Werkzeugwechsler auch futterseitig auf Dynamik getrimmt wurden, ist konsequent.
Die Maschine dreht permanent hoch und runter und muss jedes Mal beschleunigt und wieder abgebremst werden. Hier macht sich ein leichteres Futter in den Taktzeiten bemerkbar und die Belastung der Spindel sinkt.
„Zusätzlich hat uns die Baugröße überzeugt, das Futter lässt sich gut spülen und wir haben in der Vergangenheit sehr positive Erfahrungen mit der Langlebigkeit von Schunk Drehfuttern gemacht“, so Müller weiter.
Das Rota NCE vereint die Aspekte Leichtbau, Belastbarkeit sowie eine große Futterbohrung in einem einzigen Drehfutter. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehfuttern wurde die Massenträgheit je nach Baugröße um bis zu 40 % reduziert. Damit bietet das Rota NCE gute Voraussetzungen für eine hohe Prozessdynamik und Produktivität bei minimalem Energieverbrauch. Vor allem in der Serienfertigung sorgt das Drehfutter Energie- und Taktzeiteffizienz. Im Praxisvergleich mit herkömmlichen Drehfuttern gleicher Baugröße zeigt sich, dass das Rota NCE rund 20 % schneller auf die Maximaldrehzahl beschleunigt und wieder abgebremst werden kann. Das geringere Gewicht wirkt sich auch auf die Maschine aus:
Der Energiebedarf beim Beschleunigen und Bremsen ist geringer, die Belastung der Spindellagerung sinkt und man kann schwerere Bauteile auf die Maschine nehmen.
Rund 700 Stunden Rechenzeit haben die Spezialisten am Schunk-Kompetenzzentrum für Drehtechnik und stationäre Spannsysteme in Mengen investiert, um mithilfe der Finite-Elemente-Methode die Geometrie des Drehfutters so an den Kraftfluss anzupassen, dass trotz der Leichtbaugeometrie eine maximale Steifigkeit, Rund- und Planlaufgenauigkeit gewährleistet sind. Eine Gewölbestruktur unterhalb der Backenführung, kreisförmige Aussparungen zwischen den Führungsbahnen sowie eine konische Futterkontur ermöglichen deutliche Gewichtseinsparungen, ohne dass sich die Steifigkeit merklich verringert. Stattdessen werden die Kräfte direkt in die Spindelaufnahme umgeleitet. Dank der optimierten Störkontur ergeben sich zusätzlich Vorteile bei der kombinierten Fräsbearbeitung. Das Drehfutter ist bereits im Standard für das modular aufgebaute Schutzbüchsensystem von Schunk vorbereitet, sodass vielfältige Anwendungen möglich sind. Neben der Standardbüchse zum Verschließen der Durchgangsbohrung umfasst es einen verstellbaren Tiefenanschlag, einen Auswerfer sowie Spritzdüsen für eine zentrale Kühlmittelzufuhr. Vor allem Letztere werden von Fertigungstechnik Müller geschätzt, da das Futter zuverlässig gespült werden kann, wodurch eine hohe Prozesssicherheit gewährleistet ist.
Für zusätzliche Produktivität sorgt bei einer der beiden Index G220 eine robotergestützte Beladung mit einem Load Assistant System von Halter. Unmittelbar am Werkstück kommen auch hier Komponenten von Schunk zum Einsatz: Robuste Universalgreifer Schunk JGZ gewährleisten ein präzises Handling der Werkstücke. Zum federgestützten Positionieren der Werkstücke wurden die speziell zum Beladen von Werkzeugmaschinen entwickelten Andrücksterne ergänzt.
Wir gehen verstärkt in Richtung Automatisierung, denn die Stundensätze der Dreh-Fräszentren sind natürlich höher. Bei zwei Schichten sollte eine solche Maschine auch tatsächlich 16 Stunden laufen und darf nicht ausgebremst werden, nur weil der Mitarbeiter zur Messmaschine geht oder anderweitig beschäftigt ist.
Neben der Möglichkeit der Mehrmaschinenbedienung sieht man zusätzliches Potenzial in Geisterschichten am Abend sowie am Wochenende. Die hierfür erforderlichen Möglichkeiten der Fernüberwachung sind bei den Index-Maschinen bereits vorgesehen, ebenso wie die Anbindung zusätzlicher Roboter. „Unsere Kunden fragen sogar aktiv danach, denn letztlich geht es auch hier um Liefertermine, die sich mithilfe der Automatisierung verkürzen lassen“, so der Inhaber.
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