Turbinenschaufelfertigung stellt höchste Ansprüche an die Steuerung

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CMS Automatisme

FANUC Europe Corporation SA

Das Bearbeitungszentrum wird in verschiedenen X-Verfahrwegen angeboten, so dass seine Maschinengröße so variabel ist, wie es die Schaufeln erfordern. Denn die Steifigkeit der Maschine und die optimale Abstimmung auf den jeweils produzierten Schaufeltyp sind für die produzierte Qualität von großer Bedeutung. In der Grundausstattung eignet sich die HSTM300 zur Radialverdichter-Bearbeitung bis 460 mm Durchmesser. Als Variante ist die Bliskbearbeitung bis 850 mm Durchmesser möglich.

CNC ist wichtige Komponente im Bearbeitungsprozess

OMV und Hamuel sind sich einig, dass die CNC eine der wichtigsten Komponenten im gesamten Bearbeitungssystem ist. Denn um die komplexen Oberflächen von Turbinenschaufeln in bester Qualität zu fertigen, sind im NC-Programm extrem hohe Punktdichten notwendig. Die Punktabstände betragen häufig nur wenige Hundertstel Millimeter.

In der Vergangenheit wurden solche Flächen mit Kugelfräsern hergestellt, um die Bewegungen der Maschine möglichst zu minimieren. Das ging auf Kosten der Bearbeitungsgeschwindigkeit.

Hochgeschwindigkeitsfräsen erfordert fünf dynamische Achsen

Fürs High-Speed-Fräsen werden heute torische Werkzeuge mit Eckradien eingesetzt, die höhere Zustellungen ermöglichen. Dafür müssen sich aber alle fünf Achsen hochdynamisch bewegen. Die erforderliche Punktdichte setzt eine entsprechend hohe und schnelle Abarbeitungszeit voraus, weshalb kurze Block-Zykluszeiten im Millisekunden-Bereich und eine Look-ahead-Funktion mit mehreren hundert Blöcken besonders wichtig sind. Nur Highend-Steuerungen sind in der Lage, die Antriebsinformation für alle fünf Achsen in kürzester Zeit zur Verfügung zu stellen.

Die Fanuc-CNC der Serie 31i-A5 (Bild 3) ist eine solche Highend-Steuerung, die speziell für HSC- sowie Fünf-Achs-Bearbeitung ausgelegt ist. Das heißt, sie ist nicht nur sehr schnell, sondern stellt auch eine Vielzahl von Softwarefunktionen für die simultane Fünf-Achs-Bearbeitung zur Verfügung, um das vorhandene Potenzial der Maschine optimal auszunutzen. Dazu gehören zum Beispiel Kompensationsmöglichkeiten von Werkzeuglänge, -richtung und -radius.

Vorschubkontrollsystem optimiert Bewegungsvorgang

Für den HSC-Einsatz bietet sie die automatischen Vorschubkontrollsysteme AICC1 und AICC2. Unter diesen Bezeichnungen – AICC steht für Artificial Intelligence Contour Control – hat Fanuc Funktionen zusammengefasst, die Beschleunigungs- und Bremsvorgänge optimieren sowie Geschwindigkeiten automatisch für Eckenbearbeitung oder Kreissegmente anpassen können. Somit übernimmt die AICC-Funktion gewissermaßen eine Voraussteuerung, die dafür sorgt, dass das Werkzeug der vorgegebenen Bahn mit hoher Konturtreue folgen kann.

Eine optimierte Bearbeitungszeit ist bei der Produktion von Turbinenschaufeln ein weiterer wichtiger Faktor. Denn anders als im Formenbau werden Turbinenschaufeln meist nicht als einzelnes Exemplar oder in Kleinstserie produziert, sondern in Losgrößen von 400 oder 500 Stück. Bei einer Bearbeitungszeit von 20 min machen sich Einsparungen von beispielsweise 10% deutlich bemerkbar: Bei 500 Stück spart der Hersteller 16 h – und entsprechend viel Geld.

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