Werkzeugmagazin geht eigene Wege

Werkzeugwechseleinheit an Fahrständer-Bearbeitungszentrum fährt mit eigenem Antrieb in Beladeposition. Die Reduzierung von unproduktiven und kostenintensiven Nebenzeiten und Erhöhung von...

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ESTA Apparatebau GmbH & Co. KG

AXA Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH

Franke GmbH

Werkzeugwechseleinheit an Fahrständer-Bearbeitungszentrum fährt mit eigenem Antrieb in BeladepositionDie Reduzierung von unproduktiven und kostenintensiven Nebenzeiten und Erhöhung von Automatisierungs- und Nutzungsgrad an einem Bearbeitungszentrum waren die Zielvorgaben für die Entwicklung von automatisch arbeitenden Werkzeugwechselsystemen. Auch heute noch spielt bei der Auswahl eines geeigneten Werkzeugwechslers die erreichbare Span-zu-Span-Zeit eine wesentliche Rolle. Dennoch hat dieses Kriterium nicht mehr ganz den Stellenwert wie noch vor einigen Jahren, als sich die Hersteller einen heftigen Entwicklungskampf um die letzte Zehntelsekunde lieferten. Prozess- und Funktionssicherheit, unbemannte oder personalarme Schichten, hohe und gleichbleibende Qualität, Vermeidung von Ausschusskosten, Vielseitigkeit, Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit sind zusätzlich zu anderen wichtigen Faktoren ebenfalls wesentliche Kriterien für die Rentabilitätsbetrachtungen einer Werkzeugmaschine. Werkzeugmagazin wird hauptzeitparallel beladenBesonders bei kleinen und mittleren Losgrößen wirken sich Verlustzeiten durch Umrüst- und Umstellarbeiten an einer Maschine oder Ausfallzeiten durch defekte Komponenten deutlich negativer auf den Maschinenstundensatz aus, als die letzte Zehntelsekunde eines Werkzeugwechselvorganges. Die daraus resultierenden Entwicklungen führte bis heute zu einer Vielzahl von Werkzeugwechsel- und Werkzeugspeicherkonzepten für Bearbeitungszentren. Die wohl am häufigsten eingesetzte Lösung sind Kettenmagazine mit Doppelgreifersystem. Das Werkzeug wird hauptzeitparallel vorgewählt und im Doppelgreifer abgelegt. Das spart Zeit, weil die Arbeitsspindel das gebrauchte durch das neue Werkzeug in einem Arbeitsgang austauschen kann. Diesem Anforderungsprofil folgend präsentiert die Axa Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH nun mit der VHC-3-S/5A ein vollständig überarbeitetes Schwenkkopf-Bearbeitungszentrum. Von entscheidender Bedeutung ist der neu entwickelte, komplett im rückwärtigen Raum hinter der X-Achsenabdeckung liegende Werkzeugwechsler, bei dem die Spindel zum Werkzeugwechsel in Y-Richtung hinter die X-Achsenverkleidung fährt. Das benutzte Werkzeug wird dann per Übergabedoppelgreifer durch die Spindel gegen ein neues, hauptzeitparallel aus der Kette bereitgestelltes Werkzeug ausgetauscht. Weil der komplette Vorgang hinter der Arbeitsraumkapselung stattfindet, entfallen die sonst üblichen Störkonturen, die beim Werkzeugwechsel durch im Arbeitsraum bewegte Greifersysteme und Wechslerverkleidung entstehen. Das schafft Platz im Arbeitsbereich der Spindel und ermöglicht auch eine saubere und perfekte Abtrennung in zwei Arbeitsräume durch das aufsteckbare Mittentrennblech, um die Maschinen wahlweise im Pendel- oder Langbettbetrieb zu nutzen. Der Clou dieser Wechseleinheit ist aber der eigene Antrieb. Das schon seit Jahren von Axa eingesetzte und bewährte Kettenmagazin mit Doppelgreifersystem wird nicht wie üblich als spindelnahe, feste, mitfahrende Einheit mit dem Fahrständer gekoppelt, sondern erhält einen eigenen, separaten Antrieb, um selbständig entlang der X-Führungen verfahren zu können. Das erlaubt dem Maschinenbediener das Werkzeugmagazin während der Zerspanung in die Beladestellung zu fahren und mit neuen Werkzeugen zu bestücken. Ist das Magazin neu beladen wird es wieder elektronisch mit dem Fahrständer verbunden und bildet so wieder eine spindelnahes Werkzeugversorgungssystem. Das eigenständige System folgt mit geringem Abstand dem Fahrständer und lässt damit einen schnellen und präzisen Werkzeugwechsel zu.Flachführungen erhielten neue AntriebspaketeDarüber hinaus wurde das gesamte Grundgestell hinsichtlich Maschinensteifigkeit und Nachgiebigkeitsverhalten überarbeitet und verbessert, um hohe Zerspanleistungen bei hohen Genauigkeitsanforderungen zu gewährleisten. Die aufgrund ihrer hervorragenden Dämpfungs- und Gleiteigenschaften, Führungs- und Dauergenauigkeiten und Nachstellmöglichkeiten des Führungsspiels eingesetzten Flachführungen erhielten neue Antriebspakete, die hohes dynamische Verhalten bewirken und Verfahrgeschwindigkeiten bis 40 m/min bei Beschleunigungswerten von 3 m/s2 erzielen, ohne die angenehmen und positiven Eigenschaften dieser Führungen zu verlieren. Auch ergonomische Gesichtspunkte wurden berücksichtigt, beispielsweise reduzierte man die Tischhöhe auf rund 900 mm. Die Maschine deckt mit X-Verfahrwegen von 2600 bis 12 000 mm, Y-Verfahrwegen von 700 mm und Z-Verfahrwegen von 800 mm ein umfangreiches Teilespektrum ab und wird durch den Einsatz der SK-50-Spindel mit einem maximalen Drehmoment von 400 Nm und einer Höchstdrehzahl von 9000 min-1 bei Verwendung moderner Schneidwerkstoffe auch den Ansprüchen von schweren Zerspanungsaufgaben gerecht.