Baukasten liefert genau das Maß an High Tech, das der Kunde wünscht

Von unserem Redaktionsmitglied Haider Willrett haider.willrett@konradin.de

Ein Roboterarm reicht den Greifern in der Maschine ein neues Rohteil. Kritisch beobachtet ein Techniker, ob die Systeme korrekt zusammenspielen. Dr. Herbert Moser deutet auf die Stelle, ein paar Zentimeter weiter links, wo gerade ein fertiges Teil über eine Rinne aus der Maschine rollt und in einer Stahlbox zum Liegen kommt. „Wir haben die Automatisierung dieser Anlage so ausgelegt, dass der Kunde bei Bedarf die fertigen Teile von einem Roboter entnehmen lassen kann“, sagt der Chef des Emco-Konzerns, der auch die Geschäfte des Stammwerks Emco Maier Ges.m.b.H. im österreichischen Hallein führt. Individuelle Automatisierungslösungen sind eine Spezialität des Drehmaschinen-Herstellers. „Und damit steigern wir die hohe Produktivität unserer Produkte nochmals deutlich.“

In besonderem Maße gelte das für die Dreh-Fräs-Zentren der Baureihe Hyperturn, betont Moser. Bei deren Entwicklung hatten die Ingenieure die Vorgabe, hochwertige Technik für die Komplettbearbeitung komplexer Teile zu schaffen, und das zu einem sehr guten Preis-Leistungsverhältnis. Allen Überlegungen habe eine scharfe Kalkulation mit Blick auf die Kosten-Nutzen-Relation zugrunde gelegen, erzählt Moser. „Das Ziel war, den Kostendruck, der auf unseren Kunden lastet, zu reduzieren.“

Dass dies gelungen ist, bestätigt Alfred Gigerl, Inhaber und Geschäftsführer der Enzersberger Metallfertigungstechnik Ges.m.b.H. Der Zulieferer mit Sitz im österreichischen Thalgau fertigt unter anderem für die Automobilindustrie und den allgemeinen Maschinenbau. „Das Teil, mit dem wir unsere Hyperturn eingefahren haben, bearbeiteten wir vorher auf drei Maschinen. Zeitaufwand: 24 Minuten. Die Hyperturn ist damit in neun Minuten fertig.“ Freilich hänge die Produktivitätssteigerung vom Werkstück ab. Im Schnitt sei die HT 665 immerhin rund 30 % produktiver als ihre Vorgängerin Emcoturn 465.

Einen entscheidenden Grund für diese Verbesserung sieht Gigerl in den auf getrennten Achsen liegenden Werkzeugrevolvern. „Dadurch können wir den Prozess noch besser ausreizen. Je nach Bedarf spant an Haupt- und Gegenspindel je ein Revolver, oder – und das war bisher nicht möglich – beide Revolver arbeiten parallel an der gleichen Spindel.“ Zudem sei die Hyperturn etwas größer und stabiler sowie schneller als das ältere Modell. Begeistert äußert sich der Ingenieur auch über die Kühlschmierstoffzufuhr mit Hochdruck. „Wir können mit bis zu 40 bar durchs Werkzeug ins Bohrloch spritzen. Das ist beim Bearbeiten unserer hochpräzisen Diesel-Einspritz-Elemente entscheidend, weil die entstehenden Oberflächen absolut grat- und riefenfrei sein müssen.“

Zur Qualitätssicherung trägt auch die Werkzeugbruchkontrolle bei, die Emco über eine Leistungsmessung realisiert hat. Steigt das erforderliche Drehmoment mit zunehmendem Werkzeugverschleiß an, so stoppt die hauseigene Software der Steuerung vom Typ Siemens Sinumerik 840D die Maschine. „Gerade bei Bohrungen mit kleinen Durchmessern ist das wichtig“, betont Gigerl. Emco-Chef Moser ergänzt: „Auch hier haben wir mit Blick auf Kosten und Nutzen eine vergleichsweise einfache Lösung gewählt.“ Schließlich wollten die meisten Kunden nur, dass die Maschine bei einem Problem abschaltet und kein weiterer Schaden entsteht.

In der Basisversion mit vier Achsen hat die Hyperturn 665 eine Haupt- und eine Gegenspindel sowie einen oberen und einen unteren Revolver, die beide in X- und Z-Richtung verfahren. Als nächste Ausbaustufe bietet Emco eine Y-Achse für den oberen Revolver an. „Die ist so ausgeführt, dass sich die entstehenden Schnittkräfte auf zwei Führungsebenen verteilen“, erläutert Moser. Das Ergebnis sei eine hohe Steifigkeit bei allen Dreh- und Fräsoperationen. Und mit einem Verfahrweg von ± 50 mm kann der Anwender auch außermittige Bearbeitungen durchführen. Die weiteren Ausstattungsvarianten heißen Quickmill und Powermill. Während bei erstgenannter der obere Revolver eine B-Achse hat, die um 45° schwenkt, wird der Revolver bei der Version Powermill durch eine Frässpindel mit Hohlwellenmotor ersetzt. Der Schwenkbereich der B-Achse reicht hier bis 210°. Aber auch bei der Quickmill würden sich alle Positionen innerhalb von 180° mit einer Auflösung von 0,1° abfahren lassen, ergänzt Moser. Dafür sei lediglich ein um 45° schräggestellter Fräshalter zusätzlich erforderlich. Der Revolver mit B-Achse eignet sich überall dort, wo das Spanvolumen begrenzt ist und schnelle Werkzeugwechsel zählen. Die Span-zu-Span-Zeit liegt bei 1,2 s. Zudem ist diese Lösung preiswerter. Größere Flexibilität und hohe Zerspanleistung kennzeichnen die Frässpindel-Variante. Sie ist prädestiniert für die Komplettbearbeitung komplexer Werkstücke mit hohem Fräsanteil. Bei einem Werkzeugwechsel vergehen hier 6 s, bis wieder Späne fliegen. Die Antriebsleistung der Frässpindel liegt bei 10 kW, das maximale Drehmoment bei 40 Nm, und das Werkzeug rotiert mit bis zu 7000 min-1. Für die Bearbeitung kleiner Lose kann der Kunde schließlich auch eine Maschine ordern, die lediglich mit einer Frässpindel spant.

Während sich die beiden Revolver jeweils mit bis zu zwölf Werkzeugen bestücken lassen, die alle angetrieben werden können, holt sich der Fräskopf seine Tools aus einem Wechsler mit 24 Plätzen, optional sind auch 48 möglich.

Durch ihren modularen Aufbau, lässt sich die Hyperturn auf die Bedürfnisse des Kunden hintrimmen. Die Ausstattung bestimmt das Investitionsvolumen, das zwischen 250 000 und 400 000 Euro liegen kann.

Ganz bewusst habe man auf Linearmotoren als Achsantriebe verzichtet, erzählt Moser. „In Versuchen mit einem Prototyp hat sich gezeigt, dass die Vorteile zu gering sind, um die Mehrkosten zu rechtfertigen.“ Der kleine Zeitverlust sei durch die Komplettbearbeitung locker zu kompensieren. „Und das ist eine der großen Stärken der Hyperturn“, betont der Emco-Boss.

Bereits bei der Konstruktion der Maschine wurde der zugehörige Portal-Lader mit konzipiert. Er passt für alle Modelle der Baureihe – neben der HT 665 gibt es noch die weitgehend baugleiche HT 645 mit einem kleineren Stangendurchlass und die größere HT 690. Dazu bieten die Österreicher verschiedene Greifer und Handlingsysteme an. „Unser Motto lautet: Standardisierung bei den Komponenten, Individualisierung bei der Gesamtlösung“, erläutert Moser. Eine Besonderheit des Portals ist die integrierte Schwenkeinheit. Sie erlaubt es, Rohteile schräg in Vorrichtungen einzuführen oder simultan mit der Verfahrbewegung zu schwenken. Programmiert wird die Be- und Entladeeinrichtung über die Maschinensteuerung.

„Mit diesem Baukastenkonzept haben wir uns neue Zielgruppen erschlossen“, sagt Herbert Moser. Neben Automobilzulieferern sowie Werkzeug- und Formenbauern gehören unter anderem auch Unternehmen zum Kundenkreis, die Schlösser, Fittings oder Armaturen herstellen. Die Hyperturn-Baureihe eignet sich sowohl für die Großserie als auch für Losgrößen von 20 bis 50. Die Thalgauer Maschine fertigt überwiegend Serien mit 2000 bis 3000 Teilen. Das Umrüsten sei einfach und problemlos, sagt Alfred Gigerl. Vorausgesetzt die Arbeitsvorbereitung sei gut organisiert. Auch den Service lobt der Anwender, obwohl der bisher eigentlich gar nicht gebraucht wurde. „In 15 Monaten hatten wir keine nennenswerte Störung“, sagt der Ingenieur und schiebt nach: „Und wir arbeiten im Drei-Schicht-Betrieb.“

Auch die Zukunft seines Unternehmens sieht Herbert Moser im High-Tech-Segment. Bei den Standardmaschinen sei die Konkurrenz von Billig-Anbietern aus Ländern wie Taiwan zu groß, „aber wenn´s anspruchsvoll wird, haben wir noch einen ordentlichen Vorsprung“. Damit das so bleibt, steht die Entwicklung nicht still. „In diesem Jahr werden wir eine kleinere Version der Hyperturn auf den Markt bringen und uns noch mehr um die Automatisierung kümmern“, gibt er preis. Zudem seien Verbesserungen im Fräsbereich geplant.

Auf dem Weg durch die Fertigungshallen bleibt der Manager vor einer Hyperturn stehen: „Das ist die 100. Maschine der Typen 645/665, die wir seit Serienstart im Sommer 2002 ausliefern.“ In diesem Jahr rechnet er mit 80 weiteren verkauften Hyperturns.

Individuelle Lösungen entstehen aus Standardkomponenten

Den gezeigten Schließzylinder aus vernickeltem Messing bearbeitete eine Hyperturn 665 MC komplett aus vorgefertigtem Stangenmaterial. Zuvor wurde er als Einlegeteil auf zwei Bearbeitungszentren hergestellt.

Nebenzeiten

Bearbeitungszentren 5,9 min

Hyperturn 0,9 min

Drehen/Bohren/Fräsen

Bearbeitungszentren 2,6 min

Hyperturn 2,2 min

Stückzeit gesamt

Bearbeitungszentren 8,5 min

Hyperturn 3,1 min