Parallele Koppelkinematik bewegt Achsen dynamisch

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

Viele Hersteller von Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen wollten ihre Neuheiten nicht auf der Premiere der Metav Süd in München zeigen. Sie versprachen sich von der etablierten Düsseldorfer Schau mehr Aufmerksamkeit. Dort präsentieren sie nun vom 15. bis zum 19. Juni neben Weiterentwicklungen bekannter Maschinen und Modelle sowie Peripeheriegeräte, die bewährte Baureihen ergänzen, auch neue Maschinenkonzepte.

Zu letzteren gehört das CNC-Bearbeitungszentrum Genius 500. Das zur Thyssen-Krupp-Metal-Cutting-Gruppe gehörende Unternehmen Cross Hüller stellt die Maschine in Halle 15 an Stand D21 aus. Die Ludwigsburger bewegen die X- und die Y-Achse mittels einer parallelen Koppelkinematik, die im Vergleich zu konventionellen Anlagen eine höhere Dynamik in den Verfahrachsen bieten soll. Deutlich geringere unproduktive Nebenzeiten bei gleichzeitig verbesserten Zerspanungseigenschaften sind laut Hersteller die Folge. Die direkt angetriebene Koppelkinematik löse den Zielkonflikt zwischen hoher Steifigkeit und Dynamik bei geringem Bauraum und niedrigen Kosten. Genius erreicht Eilganggeschwindigkeiten von bis zu 180 m/min und Beschleunigungswerte von 24 m/s2. Die Beschleunigungsänderung, der sogenannte Ruck, liegt bei maximal 1200 m/s3. Die erreichbare Genauigkeit ist mit jener der Produktfamilie Specht vergleichbar, teilweise sogar höher. Bei einem Durchmesser von 300 mm gibt Cross Hüller einen Kreisformfehler um 8 µm an. Für leichte Werkzeuge in Kombination mit dem bodenbedienbaren Kettenmagazin beziffern die Schwaben die Span-zu-Span-Zeit mit 2,5 s. Die Maschine wurde im Rahmen des Projekts Accomat entwickelt, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wurde. Zu den Projektpartnern gehörten unter anderem Siemens und Zeiss sowie die Universitäten Aachen, Stuttgart und Karlsruhe.

Einen NC-Schwenkrundtisch, dessen Dynamik in den Achsen A und C verdoppelt wurde, zeigt die Gosheimer Berthold Hermle AG (Halle 16, Stand C19) für das Bearbeitungszentrum C 600 U. Beide Achsen touren jetzt mit 25 min-1. Während die A-Achse mit 20 °/s2 beschleunigt, erreicht die C-Achse 55 °/s2. Dies wirkt sich vor allem in der 5-Seiten-Bearbeitung mit fünf Achsen auf die Positionier- und die Bearbeitungszeit aus. Der Schwenkbereich der A-Achse reicht jetzt von -115° bis +115°. Der Aufspanndurchmesser des Tisches liegt bei 280 mm.

Für die Bearbeitungszentren der Typen C 30 und C 40 bieten die Gosheimer jetzt das Zusatzmagazin ZM 43 an, das die Zahl der Werkzeugplätze um 43 erhöht. Sind mehr Tools erforderlich, so ist weiterhin das Zusatzmagazin ZM 87 erhältlich und gegen Ende des Jahres will Hermle ein weiteres Magazin mit 157 Plätzen anbieten. Die Magazine werden auf der Rückseite der Maschine an das Standardmagazin angeflanscht und über eine Toolmanagament-Software gesteuert und verwaltet.

Die neueste Entwicklung der Brüsseler Haas Automation Inc. (Halle 16, Stand C42) ist das Hochgeschwindigkeitszentrum VM-3, das speziell für Formenbauer konzipiert wurde. Der Arbeitsraum der Maschine misst 1016 mm x 660 mm x 635 mm. Die Anlage ist mit einer Spindel ausgestattet, die nicht über Riemen sondern direkt angetrieben ist und die mit bis zu 12 000 min-1 rotiert. Die Antriebsleistung beträgt 22, 4 kW. Im Vergleich zu herkömmlichen Antrieben sollen Vibrationen sowie Wärme- und Geräuschentwicklung geringer ausfallen. Das Ergebnis sind laut Hersteller eine hohe Wärmestabilität, große Laufruhe und sehr gute Oberflächen der Werkstücke. Ein elektronischer Wärmeausgleichsalgorithmus in der Steuerung berechnet die Erwärmung der Kugelumlaufspindeln bei Hochlastzyklen. Das System korrigiert die Ausdehnung automatisch und wirkt so Positionierfehlern entgegen. Zur Serienausstattung gehören unter anderem ein Werkzeugwechsler mit 24 Plätzen und ein Doppelarmgreifer, der die Tools in 2,8 s wechselt.

In Halle 15, an Stand C11 zeigt die Hamburger Makino GmbH unter anderem das horizontale Bearbeitungszentrum a61 erstmals auf einer europäischen Messe. Neben der neuesten Variante der a1-Serie ist mit dem Modell a81 auch die größte Maschine der Baureihe zu sehen. Die Palettengrößen liegen bei 400 mm x 400 mm und bei 630 mm x 630 mm. Als Hauptziele bei der Entwicklung nennt das Unternehmen Produktivität und Rentabilität. Die kompakten Maschinen erreichen Achsgeschwindigkeiten von 50 m/min und Beschleunigungswerte bis 6 m/s2. Die Spindel der a61 rotiert mit 12 000 min-1. Sowohl bei der Anschaffung als auch bei den Betriebskosten kennzeichnet die Maschine laut Anbieter ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis. Weniger Wartungsaufwand, längere Wartungsintervalle sowie kürzere Instandsetzungszeiten reduzieren die Lebenszykluskosten und steigern die Verfügbarkeit.

Ein neues Modell einer bekannten Baureihe stellt auch die Wiesbadener Matsuura Machinery GmbH (Halle 15, Stand D3) vor. Mit dem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum MAM72-63V will das Unternehmen Hersteller komplexer Bauteile für die Luftfahrt sowie für den Maschinen- oder Automobilbau ansprechen. Teile mit einem Durchmesser bis zu 630 mm und einer maximalen Höhe von 450 mm sollen sich ab Losgröße 1 wirtschaftlich fertigen lassen. Mit Spindeldrehzahlen von 12 000 bis 30 000 min-1, einer Antriebsleistung von 30 kW und einem maximalen Drehmoment von 451 Nm spant die Maschine Aluminiumteile aus dem Vollen oder Guss- und Stahlteile von fünf Seiten.

Im neuen Design in den Farben hellgrau, dunkelgrau und silbermetallic präsentieren sich die Okuma-Maschinen am Stand der Kölner Hommel Gruppe (Halle 15, Stand A11). Gemeinsam ist den Exponaten die Steuerung Okuma E 100. Die CNC bietet eine grafische 3D-Simulation, eine erweiterte Werkstattprogrammierung mit automatischer Arbeitsplanerstellung sowie mehrere Bedienhilfen bis hin zu einem integrierten Handbuch. Vorgestellt werden unter andem das hochgenaue Bearbeitungszentrum MU-400V. Verändert sich hier beispielsweise die Umgebungstemperatur um 8 °C, sollen Kompensationssysteme die Genauigkeitsabweichung auf weniger als 10 µm begrenzen. Zu sehen wird auch die Baureihe MA-H sein. Gegenüber seinem Vorgänger spant das Hochleistungs- und Hochgenauigkeitszentrum laut Anbieter um rund 15 % schneller und wirtschaftlicher. Zur umfangreichen Serienausstattung gehören unter anderem ein Zweifach-Drehpalettenwechsler, die Kühlmittelversorgung durch die Spindel, absolute Messsysteme sowie ein dialogunterstütztes Programmiersystem und eine adaptive Toleranzkontrolle. Die Spindel entwickelt bei einer Leistung von 30 kW ein Drehmoment von 606 Nm. Prozesssicherheit schaffen der stark verrippte Maschinenkörper, die große Masse – die MA-600H wiegt 25 t –, die 3-Punkt-Auflage, die thermische Kompensation und das Kühlsystem des Spindelkopfes.

Eine überarbeitete Version ihrer Fahrständer-Fräsmaschine Area zeigt die FPT Industrie S.p.A., S. Maria di Sala/Italien in Halle 16, Stand G51. Die steifere Struktur weitet den Vertikalweg beim EV (Evolution) genannten Modell auf 3500 mm aus. Der neu konzipierte Auslegerschlitten der Querachse verfährt jetzt um 1500 mm und senkt sich dabei laut Hersteller um höchstens 15 µm ab. Die Vorschubgeschwindigkeit der EV liegt bei 25 m/min, die Spindelleistung bei 46 kW. Der Drehtisch trägt bis zu 70 t. Fürs Bearbeiten großer Werkstücke bieten die Italiener auch eine Version mit zwei gegenüberliegenden Maschinen an, die simultan arbeiten.

Toolmanagement steuert Zusatzmagazine