Gebrauchte Großwerkzeugmaschinen stellen einen erheblichen Wert dar. Mit intelligentem Retrofitting beschreibt die Prokon:CE GmbH einen effektiven Weg, um den Wert zu erhalten.
Dipl.-Ing. Georg Lutz ist Vertriebsbeauftragter der Siemens AG, A&D, in Bayreuth
Werkzeugmaschinen beispielsweise zur Bearbeitung von Flugzeugtragflächen sind oft so groß wie mehrere Einfamilienhäuser. Wer hier die Neuanschaffung scheut, dem bleibt der Weg zur fit gemachten Gebrauchtmaschine. Das Retrofitting hat sich zu einem achtbaren Zweig der WZM-Branche entwickelt. Das Spektrum reicht vom einfachen Steuerungstausch bis zur kompletten Überarbeitung nach Kundenwunsch. Diese Breite bietet die Prokon:CE in Heldburg. Die Thüringer begannen 1992 mit Dienstleistungen in Steuerungstechnik, Schaltschrankbau, technischer Software und Vorrichtungsbau. „Es zeigte sich schnell, dass unsere Kunden Gesamtlösungen wünschten und wir so auch die Mechanik mit anbieten mussten“, erinnert sich Geschäftsführer Reinhard Grünewald.
Heute umfasst die Angebotspalette große Maschinen wie Portal- und Gantry-Fräsmaschinen, Fahrständer und Bettfräsmaschinen, Bearbeitungszentren, Führungsbahnschleifmaschinen, Flach- und Rundschleifmaschinen, Drehmaschinen oder Hobel- und Stoßmaschinen. Ein intelligentes Retrofitting läuft laut Reinhard Grünewald sibenstufig in folgenden Schritten ab:
– Bestandsaufnahme
– Umkonstruktion auf neueste Technologien
– Beschaffung der Komponenten
– Teilelieferung
– Schaltschrankbau im eigenen Haus
– Erstellung der künftigen Zielsoftware in Absprache mit dem Kunden
– Montage und Inbetriebnahme sowie Probebearbeitung.
Als ein Beispiel gilt das Überholen zweier großer Führungsbahnschleifmaschinen von Waldrich Coburg. Sie wurden nicht nur mechanisch auf den neuesten Stand gebracht, sondern erhielten mit der Sinumeric 840D eine neue CNC-Steuerung. Dazu kamen neue digitale Antriebe mit Simodrive 611D, neue Schaltschränke und neue Linearmotoren auf der Y- oder V-Achse. „Der Einsatz von Linearmotoren bringt nach Kundenaussagen Produktivitäts- fortschritte von 60 bis 70 Prozent“, bekräftigt Grünewald. Obwohl für den Einsatz die Werkzeugmaschinen umgerüstet werden müssen – ein einfacher Umtausch gegen die Rotationsmotoren mit deren Getriebe und Kugelrollspindel ist nicht möglich – sind die höheren Investitionskosten schnell wieder eingefahren.
Linearmotoren sind sehr dynamisch. Ihre Beschleunigung kann bis zu 500 m/s2 betragen, die maximale Geschwindigkeiten bis zu 830 m/min. Zudem zeigen Praxisversuche anhand von Kreisformdiagrammen, dass sie rund zehnmal genauer als konventionelle Antriebe sind. Unter den Bedingungen Durchmesser = 300 mm, Geschwindigkeit = 4 m/min und Masse = 1,2 t ergab sich beim Kreisformdiagramm eine Abweichung von 0,4 µm für Linearmotoren und 5 µm beim Kugelgewindetrieb.
Die verwendeten 1FN3-Motoren haben eine hohe Überlastfähigkeit und sind somit gut geeignet, kurzzeitig hoch zu beschleunigen. Sie eignen sich für raue Umgebungsbedingungen, da der Primärteil gut gekapselt ist (Schutzklasse IP 65). Der Sekundärteil ist durchgängig abgedeckt, so dass eine ebene Oberfläche ohne Querspalte zwischen den Teilsegmenten entsteht.
Schon der Basismotor ist mit einer Wasserkühlung ausgestattet. Ein sogenannter Präzisionskühler sorgt dafür, dass thermische Einflüsse von der Maschinenstruktur fern gehalten werden. Feine Längenabstufungen bis zu sehr großen Baulängen kommen gerade dem Großwerkzeugmaschinenbau entgegen.
Vorteihaft ist die Ruckreduzierung, die einen großen Teil der Reaktionskräfte aus der Maschinenstruktur fern hält. Hier ist nämlich – ebenso wie beim Maschinenschlitten – eine Bewegung des Sekundärteils unter dem Einfluss der Reaktionskraft zulässig. Diese wird somit in einen Bewegungsimpuls der Sekundärteilmasse umgewandelt. Erreicht wird dies durch die Umrichtesysteme der Reihe Simodrive 611D. Der Regelungseinschub prägt das Antriebsmodul zu einem Hauptspindel- oder Vorschubantrieb, alternativ in Digital- oder Analogtechnik. Die Antriebsarten Vorschubachse, Hauptspindel- und Asynchronmotorantrieb können zu Mehrachsverbänden zusammen geschaltet werden.
Vorschubantriebe gibt es in einer Typenpalette mit Drehmomenten von 0,7 Nm bis über 145 Nm. Bei Hauptspindel-antrieben beherrscht Simodrive 611D Dauerleistungen von 3,7 kW bis 100 kW. Für ein-fache, geberlose Hauptspindel-antriebe in beispielsweise Holzbearbeitungsmaschinen und hochtourigen Schleifmaschinen bietet der Umrichter auch Regelungseinschübe mit feldorientierter Regelung für Drehzahlen bis zu 60 000 min-1.
Neue Linearmotoren: Verbesserter Wirkungsgrad
1FN4 heißt die neue Produktfamilie von Linearmotoren mit einer sehr hohen Dauerkraftdichte. Typische Anwendungsfelder sind die Z-Achsen von Werkzeugmaschinen ohne Gewichtsausgleich, Vorschubachsen mit hohen Prozesskräften oder auch ständig reversierende Linearbewegungen, wie ein getakteter Materialtransport. Je nach Baugröße gibt es den Motor in zwei grundlegend unterschiedlichen Ausführungen:
– Die ungekühlte Version erreicht mit einem sehr kompakten Primärteil Dauerkräfte von 140 N bis zu 660 N.
– In der zweiten Version entwärmt ein integrierter Kühler das Primärteil mittels Wasserkühler und ermöglicht damit extrem hohe Dauerkräfte von 1100 N bis 4620 N. Das Verhältnis von Maximal- zu Dauerkraft liegt hier bei 1,2. In dieser Version ist das Primärteil in Schutzart IP 65 ausgeführt. Eine zusätzliche Kapselung mit einem Edelstahlgehäuse schützt das Primärteil gegen äußere mechanische Beanspruchung.
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