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Komplettbearbeitung Vertikales Bearbeitungszentrum für die präzise Komplettbearbeitung

| Autor/ Redakteur: Rainer Haberkorn / Mag. Victoria Sonnenberg

Ein neu entwickelter Radial-Segment-Motor in einem vertikalen Bearbeitungszentrum ermöglicht die präzise Komplettbearbeitung von Rädern für Hochgeschwindigkeitszügen.

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Beim Drehen von Passungen ist es möglich vor dem finalen Schnitt einen Messschnitt auszuführen, den gedrehten Durchmesser zu messen und nachfolgend das Werkzeug automatisch zu korrigieren.
Beim Drehen von Passungen ist es möglich vor dem finalen Schnitt einen Messschnitt auszuführen, den gedrehten Durchmesser zu messen und nachfolgend das Werkzeug automatisch zu korrigieren.
(Bild: Niles-Simmons)

An Räder von Hochgeschwindigkeitszügen werden besonders hohe Anforderungen an Genauigkeit gestellt, um eine hohe Laufruhe bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Diese Anforderungen lagen schon der Entwicklung der 1. Generation der RQQ-Maschinen vor etwa 10 Jahren zugrunde. Die Vertikalmaschinen RQQ mit ein oder zwei Stößelsupporten, die mit automatischem Werkzeugwechsel ausgerüstet sind, bearbeiten geschmiedete Rohlinge von Eisenbahnrädern. Dabei werden die Maschinen in der Regel in automatische Fertigungslinien integriert und mittels schweren Portalrobotern beladen.

Neue Wege in der Antriebstechnik

Mit der erfolgten Weiterentwicklung der Vertikalmaschine RQQ zum vertikalen Bearbeitungszentrum RQMC wurden neue Wege in der Antriebstechnik beschritten. Erstmalig wurde der von Siemens neu entwickelte Radial-Segment-Motor Simotics T-1FW68 im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt. Der Direktantrieb, welcher als Spindel oder als hochgenaue NC-Achse umschaltbar ist, treibt ein bis zu 1600 mm Durchmesser großes hydraulisches Spannfutter, welches Werkstücke bis zu einem Gewicht von 2000 kg aufnehmen kann.

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Niles-Simmons integriert und komplettiert den in Komponenten gelieferten Radial-Segment-Motor mit einer speziellen Lagerung und hochauflösenden Messsystem zu einem kompletten Planscheibenantrieb mit bis zu 33 kNm verfügbarem Drehmoment bei maximalen Drehzahlen von 400 min-1. Ein interner Kühlkreislauf sichert Temperaturstabilität und damit eine hohe Genauigkeit. Notwendige Temperatur- und Schwingungssensoren überwachen den Betriebszustand des kompletten Planscheibenantriebes. Dieses Antriebskonzept ist weitgehend wartungsfrei, extrem schwingungsarm und leise, da es bis auf ein Lager keine Übertragungselemente besitzt.

Im Prozess erfolgt die Beladung der zu bearbeitenden Räder in die RQMC mit einem Portallader. Dieser legt den geschmiedeten Rohling in das geöffnete Spannfutter und mit Schließen der Arbeitsraumtüren startet die Sinumerik-CNC das Programm. Nun beginnt das vertikale Bearbeitungszentrum mit dem Schruppdrehen von sämtlichen relevanten Innen- und Außenflächen. Werden nach Standzeitende neue Werkzeuge eingewechselt, werden diese in der Maschine vorher automatisch gemessen. Beim Drehen von Passungen ist es möglich vor dem finalen Schnitt einen Messschnitt auszuführen, den gedrehten Durchmesser zu messen und nachfolgend das Werkzeug automatisch zu korrigieren.

Kombinierte Dreh-Fräseinheit

Nach der Drehbearbeitung wechselt die kombinierte Dreh-Fräseinheit nacheinander verschiedene Bohr- und Fräswerkzeuge ein, mit denen sämtliche Bohrungen und Nuten eingebracht werden. Besonders hohe Genauigkeit erfordern die zur Befestigung der Bremsscheiben notwendigen Bohrungen und Anlageflächen. Sie müssen auf wenige Hundertstel Millimeter planparallel sein. Bereits kleinste Abweichungen davon würden bei einem Bremsvorgang im Zug deutliche Vibrationen hervorrufen.

Da die relevanten Merkmale mit der RQMC in einer Aufspannung gefertigt werden und wir in der Planscheibe einen hochgenauen Direktantrieb von Siemens einsetzen, wird die erforderliche Präzision zuverlässig gewährleistet. So können nicht nur Eisenbahnräder, vom geschmiedeten Rohling bis zum fertigen Rad in 2 Aufspannungen fertig bearbeitet, sondern die RQMC kann auch für die Komplettbearbeitung großer ringförmiger Werkstücke eingesetzt werden. Automatische Werkzeug- und Werkstückvermessung sowie verschiedene Prozessüberwachungssysteme sichern eine bedienerlose Fertigung. MM

* Rainer Haberkorn ist Geschäftsführer Marketing und Vertrieb bei der Niles-Simmons Industrieanlagen GmbH in 09117 Chemnitz, Tel. (03 71) 8 02-0, info.nsi@nshgroup.com

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