Werkzeugmaschinen Werkzeugmaschinen-Konstruktion rechnet Energieverbrauch mit ein

Die Stückkosten werden künftig noch stärker von den Energiepreisen beeinflusst als bisher. Vor allem ältere Maschinenparks gehen verschwenderisch mit Energie um und sorgen so für Investitionsbedarf. Zukunftsorientierte Werkzeugmaschinen berücksichtigen die steigende Bedeutung des Energiepreises bereits bei der Entwicklung.

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Der Total Cost of Ownership, kurz TCO, ist in Zeiten knapper Kassen ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Darin enthalten sind nicht zuletzt die laufenden Kosten von Werkzeugmaschinen und damit die Energiekosten. Eine aktuelle Neuentwicklung bei der MAG-Gruppe hat vor diesem Hintergrund zwei Entwicklungsziele: Der Energieverbrauch der Werkzeugmaschine sollte gezügelt und zugleich die Effizienz des Fertigungszentrums erhöht werden.

Die Fertigungszentren der Specht-Plattform kommen vor allem in der Automobilindustrie und damit in der Großserienfertigung zum Einsatz. Für die neue Generation von Specht-Fertigungszentren galt als Richtlinie, dass sie rund 30% weniger Energie verbraucht als der Vorgänger. Dabei verfolgten die Entwickler einen ganzheitlichen Ansatz.

Energieintensive Aufheizphase wird vermieden

Ein Problem, das sich die erste Generation des Bearbeitungszentrums mit den Modellen anderer Herstellern teilte: Um Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung zu vermeiden, musste das komplette System erst auf Betriebstemperatur gebracht werden. Sämtliche Verbraucher des Bearbeitungszentrums laufen in dieser Phase auf Volllast. Nur auf die Zerspanung, die 6% des Gesamtenergieverbrauchs einer Maschine ausmacht, wird verzichtet. Diese unproduktive und energieaufwändige Phase sollte bei der Konstruktion drastisch verkürzt werden.

Dafür wurde das Fertigungszentrum mit mehreren Sensoren ausgestattet, die an allen systemwichtigen Teilen die Temperatur messen und an einen externen Rechner weiterleiten. Auf diesem wiederum sind die exakten Ausdehnungskoeffizienten des Bearbeitungszentrums hinterlegt. Aufgrund der Sensordaten erstellt der Rechner ein dreidimensionales thermisches Maschinenmodell, das an die Steuerung übertragen wird. Diese ermittelt nun die Positionskorrekturen. Im optimalen Fall entfällt das Warmlaufen der Maschine auf diese Weise komplett. Derzeit ist dieser Idealzustand noch Theorie, aber mit jeder neuen Werkzeugmaschine wird das 3D-Modell besser und genauer, was weitere Einsparungen ermöglicht.

Der praktische Nutzen lässt sich bereits jetzt belegen: Bei der aktuellen Entwicklung der zweiten Specht-Generation konnte alleine durch die Verkürzung der Warmlaufphase eine Energieeinsparung von 6% im Einschichtbetrieb erzielt werden.

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