Tieflochbohren können viele, präzises Tieflochbohren aber nur wenige. Neben einer sehr soliden Mechanik gehört dazu eine genau passende elektrische Ausrüstung der Maschinen. Hier kooperiert die Loch Präzisionsbohrtechnik GmbH erfolgreich mit der Siemens AG.
Löcher bohren und Tieflochbohren ist zweierlei. Der wesentliche Unterschied ist die Bohrungslänge im Verhältnis zum Bohrdurchmesser. Während man beim „normalen“ Bohren einen Spiralbohrer einsetzt, dessen Länge nur wenige Male größer ist als der Durchmesser, kommen beim Tiefbohren Werkzeuge zum Einsatz, die bis zum 200-fachen des Durchmessers lang sind. Ein 10-mm-Bohrer kann also bis zu 2 m lang sein. Die Werkzeuge sehen oft aus wie Lanzen oder gar wie Nadeln. Die Kunst, wirklich tiefe Löcher zu bohren, beinhaltet neben dem richtigen Werkzeug eine entsprechend robuste Maschine und auch die Fähigkeit, die entstehenden Späne effektiv abzutransportieren.
Ein Unternehmen, das hier erfolgreich agiert, ist die Loch Präzisionsbohrtechnik GmbH in Ergolding bei Landshut. Das Unternehmen hat heute 40 Mitarbeiter und wird von Wolfgang Loch geführt. Neben dem Bau von Tiefbohreinheiten, Tiefbohrmaschinen und kompletten Anlagen, die auch weitere Bearbeitungsverfahren einschließen, betreibt Loch eine Lohnfertigung für das Tieflochbohren. Dadurch sind die Niederbayern in der Lage, dieses spezielle Verfahren genau zu kennen und ihre Maschinen laufend weiterzuentwickeln. Neben den rein maschinenbaulichen Fähigkeiten, eines der „Geheimnisse“ hinter der hohen Präzision der Maschinen. Das bedeutet beispielsweise nur einen „Verlauf“ der Bohrung, in Bezug auf die ideale Achse, von kleiner 0,1 mm bei 100 mm Bohrtiefe. Lässt man auch noch das Werkstück in der Bearbeitung rotieren, wird die Abweichung noch mal halbiert. Ebenso beeindruckend sind die entstehenden Oberflächen und Passgenauigkeiten: H9 oder H7 sind möglich, je nach Material. Nachbearbeitungen können dadurch oft gespart werden.
Das Produktspektrum der Einheiten, die in andere Anlagen integriert werden, reicht über einfache Tiefbohrmaschinen bis hin zu Koordinaten-Tiefbohrmaschinen und Transferstraßen. Das Angebot ist modular aufgebaut, dadurch sind einerseits die Subsysteme ausgetestet und robust, andererseits kann eine große Vielfalt an Maschinen- und Anlagentypen angeboten werden. Das reicht bei Vollbohren vom Durchmesser 1 bis 175 mm und bis 350 mm beim Aufbohren realisiert. Die möglichen Bohrtiefen betragen bis maximal 10 m.
Die Maschinenbetten sind bei Loch als Schweißkonstruktion ausgeführt. Diese massive Bauart lohnt sich und beeinflusst die Lebensdauer der Maschine positiv. Die Maschine oder der Unterbau muss in der Lage sein, die beim Anbohrvorgang entstehenden Schwingungen komplett aufzunehmen was wiederum die die Werkzeugstandzeit erhöht. Als Führungen kommen marktgängige Linearführungen zum Einsatz. Die Linearbewegungen werden über Kugelumlaufspindeln, Getriebe und Servomotoren erzeugt. Bei den Spindeln geht Loch unterschiedliche Wege, je nach Maschinengröße: Kleine Spindeln können durchaus Kaufspindeln sein, etwa von der Weiss GmbH in Schweinfurt. Größere Spindeln werden selbst gebaut, mit externen Antrieben, die über Zahnriemen die Kraft auf die Spindeln übertragen. Die Tieflochbohrmaschinen und Anlagen werden heute komplett eingehaust, so dass ein sicheres und sauberes Arbeiten möglich ist.
Bei der elektrischen Ausrüstung seiner Anlagen setzt Loch auf SPS-, CNC-, Antriebs-, und Schaltschrank-Produkte der Nürnberger Siemens AG. Je nach Maschinentyp verfügt die hier beschriebene Anlage für einen großen deutschen Automobilbauer beispielsweise über 18 Spindeln. Neben Tiefbohren kann sie auch Fräsen und Reiben. Wegen der hohen Zahl von NC-Achsen wurde als Steuerung die Sinumerik 840D Powerline ausgewählt. Sie ist bedienseitig mit einem PC bestückt. Als Bedientafel kommt das OP-012 von Siemens zum Einsatz. Alle Bedienoberflächen wurden mit dem Softwaretool „HMI-PRO“ erstellt, das in der Automobilindustrie als Standard gilt.
Weil die Anlage so groß ist und von jeder Arbeitsstation aus gut bedienbar sein soll, erhielt sie vier weitere Anschlüsse für ein Handterminal. Das so genannte HT-8 ist als Thin Client ausgeführt und benötigt somit keine eigene Oberfläche, die Steuerungsoberfläche wird zur Laufzeit geladen. Somit kann das HT-8 an jeder der vier Stellen problemlos an- und abgesteckt werden. Es wäre natürlich auch möglich, vier solcher Terminals fest zu installieren.
Als Antriebsumrichter nutzt Loch hier Simodrive 611D. Alle Servomotoren auf den Antriebsachsen kommen aus der Baureihe 1FT6. Die Hauptantriebe sind mit Motoren der Baureihe 1PH7 bestückt. Die peripheren Bausteine sind als dezentrale Peripherie ausgeführt, sie sind über ET200X an den Profibus DP gekoppelt. Auch die sehr wichtigen Kühlmittelpumpen sind frequenzgesteuert und somit variabel zu betreiben, hier setzt Loch auf die Umrichter der Serie Micromaster. Darüber hinaus liefert Siemens auch die kompletten Niederspannungsschalteinrichtungen.
Die Konstruktion und der Bau der Schaltschränke liegt dann aber wieder komplett in den Händen der Firma Loch. Loch Präzisionsbohrtechnik baut pro Jahr 15 bis 20 Spindeln. Ganz gleich, ob darauf ein oder zwei Anlagen oder acht bis zehn Einzelmaschinen werden. Beliefert werden unter anderem die Branchen Automobil, Luft- und Raumfahrt, allgemeiner Maschinenbau, Medizintechnik sowie der Werkzeug- und Formenbau.
Josepf Schweinsteiger Siemens AG, München
Große Angebotsvielfalt aus einem Baukasten heraus
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