Siemens Steuerung ermöglicht anspruchsvolle Zerspanung

Autor / Redakteur: Ingo Bartsch / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Zur Bearbeitung unterschiedlichster Schnecken für die Glasindustrie hat ein Maschinenbauunternehmen eine leistungsfähige Drehmaschinen-Steuerungskombination angeschafft. Wie die Praxis zeigt, konnte das mittelständische Zerspanungsunternehmen damit seinen Umsatz deutlich steigern.

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Für die Herstellung von Förderschnecken eignet sich die Drehmaschine CTX beta 800 von DMG, die für Schlüter mit einer Sinumerik 840D sl von Siemens ausgerüstet wird.
Für die Herstellung von Förderschnecken eignet sich die Drehmaschine CTX beta 800 von DMG, die für Schlüter mit einer Sinumerik 840D sl von Siemens ausgerüstet wird.
(Bild: Siemens)

Diversifizierung ist eine der Möglichkeiten, um mehr Umsatz zu generieren. Wer mehr herstellen kann, kann auch mehr verkaufen. In diesem Sinne hat die Andreas Schlüter Maschinenbau GmbH ihre Möglichkeiten in den vergangenen Jahren stets erweitert. Die 1996 von Andreas Schlüter gegründete Firma startete als Einzelunternehmen und ist heute ein veritabler Mittelständler mit 15 Mitarbeitern. Beheimatet im ehemaligen Bahnhof von Mehlbergen bieten die Niedersachsen die spanende Fertigung verschiedenster Teile an: beim Drehen Durchmesser von 1 bis 350 mm und Längen bis zu 800 mm, beim Fräsen Größen von 850 mm × 550 mm. Zusammen mit Partnerfirmen realisiert Schlüter auch das Härten und die Oberflächenveredelung von Teilen, wie etwa Eloxieren, Verchromen und Vernickeln. Zum Angebotsspektrum gehören ferner der Prototypenbau, die Montage von Baugruppen und gegebenenfalls konstruktive Dienstleistungen.

„Unsere Spezialität ist die präzise und termingerechte Fertigung von Prototypen und Nullserien bis zur kompletten Serienproduktion in fast allen gängigen Werkstoffen“, charakterisiert Schlüter sein Unternehmen. Bei den Werkstoffen handelt es sich zu 80 % um VA-Stahl, aber auch Buntmetalle und Kunststoffe werden zerspant.

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Bereits die erste Maschine hat Schlüter bei DMG gekauft und diese hatte auch schon eine Sinumerik als Steuerung. Bei der Kombination DMG und Siemens ist es im „Bahnhof von Mehlbergen“ weitestgehend geblieben. „Bei den Maschinen zu 90 %, bei den Steuerungen zu 100 %“, sagt Schlüter. Gute Erfahrungen bei der Betreuung, beim Service und bei der Kommunikation „auf kurzem Weg“ gaben für diese Ausrichtung den Ausschlag – bis heute.

Schlüter kauft nicht irgendeine Maschine mit Standardausrüstung, sondern „wir nehmen großen Einfluss darauf. Den Aufgaben angepasst, wählen wir das oder die Werkzeugsysteme aus, die Kühlschmiermittelsysteme und natürlich auch die Steuerungssysteme mit den Softwareoptionen.“

Fähigkeiten erweitert

Welche Maschine gekauft wird, ist keine einsame Chef­entscheidung: Schlüter bespricht sich mit Kollegen, wertet die Fachliteratur aus und hört auch gerne auf den Rat seines Siemens-Betreuers aus der Niederlassung Bielefeld. So kam auch die Entscheidung für die jüngste Anschaffung zustande, eine DMG CTX beta 800 mit Sinumerik 840D sl.

„Wir haben die neue Drehmaschine, die auch fräsen kann, angeschafft, weil wir verstärkt für die Glas­industrie tätig sein wollen und dort vornehmlich bei der Fertigung von Förderschnecken“, begründet Schlüter seine Entscheidung. Weil die Schnecken eine Länge von 380 bis 600 mm haben, wurde eine Maschine mit 800 mm Spitzenweite und einem maximalen Drehdurchmesser von 410 mm angeschafft. Die Daten und die Arbeitsmethoden dieser Maschine sind:

  • integrierter Spindelmotor mit 5000 min-1, 34 kW Antriebsleistung und 380 Nm Drehmoment,
  • integrierte C-Achse mit einer Auflösung von 0,001°,
  • angetriebene Werkzeuge bis 11,3 kW, damit Dauerbearbeitung gegeben ist,
  • Reitstock,
  • Y-Achse ± 60 mm,
  • Glasmaßstäbe in der X-Achse, die höchste Dauergenauigkeit garantieren soll,
  • maximale thermische Stabilität durch wassergekühlte Spindelmotoren,
  • Stangenbearbeitung möglich,
  • Komplettbearbeitung durch Gegenspindel und Sternrevolver möglich.

Steuerung macht alles mit

DMG-Maschinen dieser Art sind für vielfältige Bearbeitungsmöglichkeiten, aber auch für hohe Produktivität ausgelegt. Dazu passt eine Steuerung, die ebenfalls „alles mitmacht“. Gemäß Schlüters Strategie – „immer eine Siemens-Steuerung“ – wurde nun die Sinumerik 840D sl ausgewählt.

Sie basiert in diesem Fall auf einer NCU 730 in Booksize-Aufbautechnik und hat nach außen einen großen Bildschirm, OP 19, mit typischem DMG-Look-and-feel.

Die Sinumerik 840D sl ist für mittlere bis komplexe Aufgaben geeignet und verfügt über eine skalierbare Hard- und Software. Die Steuerung ist zudem sehr offen und zwar bezüglich der Bedienoberfläche, des NC-Kerns und der SPS. Eine genaue Adaption an verschiedenste Bearbeitungsaufgaben ist somit möglich. Siemens selbst und zum Teil auch zertifizierte Dienstleister stehen für nötige Anpassungen zur Verfügung.

Zudem ermöglicht die Steuerung einen wirksamen Personen- und Maschinenschutz in Form von Safety Integrated.

Für die Bediener bietet die Sinumerik 840D sl die Möglichkeit, die Werkstücke direkt in der Werkstatt zu programmieren. Dazu wurden quasi die CAM-Systeme Shopmill und Shopturn, heute Sinumerik Operate, in die Steuerung eingebaut. Dies ermöglicht nicht nur die Programmerstellung, sondern auch die Simulation der NC-Programme, sodass der Nutzer sicher sein kann, dass sein Programm fehlerfrei laufen wird. Diese Einfachheit bestätigt Schlüter: „Seit es Shopmill und Shopturn gibt, ist die Bedienung so einfach wie bei einem PC.“

Hinzu kommen effiziente Einrichtfunktionen und eine bedienerfreundliche Werkzeugverwaltung. Das alles führt dazu, dass bei Schlüter 80 % der Werkstücke direkt in der Werkstatt programmiert werden. „Nur Teile, die Freiformflächen haben, bearbeiten wir über unser CAD/CAM-System“, stellt der Firmenchef klar.

Interessant sind auch die integrierten Messzyklen der Sinumerik 840D sl. Sie ermöglichen die einfache Nutzung eines Messwertgebers in der Maschine, zum Beispiel eines Messtasters. Schlüter nutzt diese, um Werkstücke wie auch Werkzeuge zu vermessen. Das Unternehmen führt eine intensive Qualitätssicherung durch, bei der alle relevanten Maße kontrolliert und auf einer Arbeitskarte abgezeichnet werden – im Prozess wie auch danach (zertifiziert nach ISO 9001). Die Kunden wissen das zu schätzen.

Abweichung liegt unter einem Nanometer

Ergänzt wird die Steuerung durch dynamische Umrichter vom Typ Sinamics S 120. Sinumerik und Sinamics rechnen mit einer 80-bit-Genauigkeit. Dies ermöglicht eine rechnerische Genauigkeit weit unterhalb eines Nanometers. Diese Exaktheit steht übrigens nicht nur bei der Lageregelung, sondern auch in der Strom- und Drehzahlregelung sowie der Geberregelung des Antriebs zur Verfügung. So ist bei Werkzeugmaschinen höchste Präzision auch von dieser Seite her sichergestellt.

„Alles gut – voll zufrieden“, so lautet das Fazit von Schlüter, wenn man ihn nach den bisherigen Erfahrungen mit der neuen Maschine und Steuerung fragt.

Mithilfe eines Schneckenwerkzeuges werden die anspruchsvollen Teile nun in der gewünschten Zeit und Qualität bearbeitet. Falls bei älteren Schnecken keine Zeichnungen, sondern nur Musterteile vorhanden sind, geht Schlüter den Weg über das Re-Engineering: Die Musterteile werden dabei vermessen, aus den Messpunktwolken werden Netze und Flächen erzeugt und daraus entstehen die NC-Bahnen. Für die Sicherung der optimierten NC-Programme sind alle CNC-Maschinen mit einem Server vernetzt.

* Ingo Bartsch ist CNC-Anwenderbetreuer bei der Siemens AG, Digital Factory, Machine Tools Systems, 33605 Bielefeld

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