Spanende Fertigung Zukunftsorientiert

Redakteur: Güney Dr.S.

Schleifmaschinen für die Produktion von morgen sind wandlungsfähig, flexibel und hochgenau.

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Der Zeitraum, um hohe Erstinvestitionen in wirtschaftlichen Erfolg umzuwandeln, verkürzt sich immer weiter. Nur das Unternehmen, das seine Produktionssysteme schnell, flexibel und effizient anpassen kann, wird dieser Herausforderung erfolgreich begegnen. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wurde von Bahmüller eine neue flexible Maschinenbaureihe entwickelt, die sich an die unterschiedlichen Herausforderungen schnell und kostengünstig anpassen kann.Besonders im Bereich der Einspritztechnik kommt es derzeit zu einer Produktoffensive, weil Anforderungen an geringen Verbrauch bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Abgasemissionen gestellt werden. Das fordert immer höhere Einspritzdrücke. Werden heute bereits Drücke von bis zu 2000 bar verwendet, so ist ein Ende dieser Entwicklung noch nicht in Sicht. Dadurch bedingt, werden die Forderungen an die Fertigungsqualität der Bauteile immer höher. Prozesssichere Fertigungsqualitäten im Submikrometerbereich werden in Zukunft Standard sein.Rekonfigurierbare Maschine erhöht InvestitionssicherheitDas in Plüderhausen ansässige Unternehmen Bahmüller, Hersteller von hochpräzisen Schleifmaschinen für die Großserienproduktion, hat für diese Anforderung eine Maschinenbaureihe realisiert, die rekonfigurierbar an den Bearbeitungsprozess angepasst werden kann. Im Laufe des Maschinenlebens passen sich die Konfigurationen der Maschine optimal an die geänderten Produktionsbedingungen an. Außer den prozesstechnischen Vorteilen durch eine optimal konfigurierte Maschine werden die Komponenten der Werkzeugmaschine für die Anforderungen an Taktzeit und Linientakt optimal zusammengestellt. Um die Flexibilität voll nutzen zu können sind Funktionselemente wie Führungen und Maschinenbett konsequent voneinander getrennt worden. Abgeformte Führungen im Maschinenbett ermöglichen keine Flexibilität, weil die Anordnung durch die Form festgelegt ist. Deshalb verfügt das Maschinenbett der neuen Maschinenbaureihe Ultra über eine hochgenau geläppte ebene Funktionsfläche, so dass auf dieser Fläche die Linear- und Rotationsmodule beliebig angeordnet werden können. Weil gerade für die Schleifbearbeitung alle Anordnungsmöglichkeiten von Werkzeugen gefordert werden, sind in dem Maschinenbett flexible Befestigungsmöglichkeiten vorhanden. Somit kann die ebene Fläche für die optimale Anordnung an die Bearbeitungsaufgabe genutzt werden.Ein Maschinenbett für unterschiedliche AufgabenDurch geeignete Aufbauten lässt sich so auf einem Maschinenbett sogar eine Innen- oder Außenschleifmaschine realisieren. Mit den gleichen Maschinenkomponenten sind unterschiedlichste Bearbeitungsaufgaben zu lösen. Eine noch recht konventionelle Anordnung zeigt die realisierte Schleifmaschine.Trotz der konsequenten Umsetzung eines Baukastensystems werden keine Kompromisse an die erreichbare Werkstückqualität akzeptiert. Vielmehr konnten Bauteilqualitäten mit einer Rundheit von 0,06 und Geradheiten von 0,09 µm auf einer Länge von 25 mm reproduzierbar geschliffen werden. Im Bild 2 sind zwei unterschiedliche Maschinenbauformen dargestellt, die mit dem gleichen Baukastensystem realisiert werden. Bild 2a zeigt eine Schleifmaschine zur konventionellen Außenbearbeitung mit Kreuzschlitten, Bild 2b eine so genannte Twinner-Anordnung, bei der sich zwei Innenschleifmaschinen auf einem gemeinsamen Maschinenbett befinden. Die Integration anderer Verfahren wie Bürsten oder Pre- und Postprozessmesstechnik ist fester Bestandteil dieses Konzeptes.Um für die Anforderungen der Zukunft vorbereitet zu sein, werden keine Kompromisse in Richtung erreichbarer Werkstückqualität akzeptiert, ganz im Gegenteil, so weist diese Bauform ein ideales thermosymmetrisches Verhalten auf. Die erreichbare Werkstückqualität wird ausschließlich durch hydrostatische Linearführungen mit direkten Wegmesssystemen sichergestellt. Als Linearachsen werden Linear-Antriebsmodule verwendet, die alle Funktionen einer Achse wie Lagerung, Antrieb und Positionsmessung aufweisen. Linearmotor als AntriebAntriebskomponente ist ein Linearmotor, der genau wie die Führung verschleißfrei ist und somit die Wandlungsfähigkeit der Maschine nicht durch eine begrenzte Lebensdauer einschränkt. Das Linearmodul wird in drei unterschiedlichen Längen gefertigt und ist sowohl für die Außenbearbeitung als auch für die Innenbearbeitung einsetzbar. Im Gegensatz zu den heutzutage noch vielfach im Schleifmaschinenbau eingesetzten Gleitführungen konnte die Verfahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung für alle Anwendungen verdoppelt werden. Gerade in der Großfertigung, wo bereits wenige Zehntelsekunden über die Produktivität einer Maschine entscheiden, führen diese Eigenschaften zu einem Wettbewerbsvorteil für den Anwender.Eine aufwendige Automatisierung durch Zuführ- und Abführsysteme nutzt man besser gleich doppelt. Hochproduktive Doppelmaschinen in der Großserienproduktion haben sich bereits durchgesetzt. Nicht nur bezüglich des Werkstückhandlings sowie aufwendiger Pre- und Postprozessmesstechnik ergeben sich dabei Synergieeffekte, sondern erhebliche Einsparungen können durch die Nutzung der gemeinsamen Infrastruktur wie Hydrostatikaggregate, Pre- und Postprozessmesstechnik und Kühlaggregate realisiert werden. Ein anderer Aspekt ist die Nutzung einer gemeinsamen NC-Steuerung für zwei Fertigungszellen auf einem Maschinenbett. Bild 4 zeigt zwei Fertigungszellen zum Außenschleifen (CBN-Hochgeschwindigkeitsschleifen, konventionelles Schleifen) auf einem gemeinsamen Maschinenbett. In Bild 5 ist eine Fertigungszelle mit zwei unterschiedlichen Schleifeinheiten dargestellt, eine zum Innenschleifen, die andere zur Außenbearbeitung, die über ein gemeinsames Ladeportal be- und entladen werden.Beim Flow-Konzept wird der steigenden Anforderung nach dem Prinzip „One Piece flow“ Rechnung getragen. Eine Maschine mit zwei unterschiedlichen Bearbeitungsstationen realisiert die komplette Schleifbearbeitung. Alle Maschinenlayouts basieren auf einem gemeinsamen Konzept. Die verwendeten Maschinenkomponenten werden durchgängig eingesetzt. Ändern sich die Anforderungen an die Maschine, so werden die Maschinenkomponenten demontiert und den geänderten Anforderungen angepasst.

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