Software optimiert Prozess für Anwendung

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

Um den Werkzeug- und Formenbauer im schärfer werdenden internationalen Wettbewerb zu unterstützen, verfolgen die Hersteller von Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren unterschiedliche Strategien. Auf der Metallbearbeitungs-Fachmesse Emo in Mailand waren zwei Haupttrends zu erkennen: Auch in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung gewinnen 5-Seiten-Komplettbearbeitung auf 5-Achsen-Maschinen und Automatisierungssysteme zunehmend an Bedeutung, andererseits erobert sich das Fräsen weiteres Terrain in Bereichen, die bisher beispielsweise dem Senkerodieren vorbehalten waren. Weiter hinausgeschobene Grenzen in der Hartbearbeitung beschleunigen so manchen Durchlauf komplexer Formen und sparen dazu die Kosten für Erodierwerkzeuge. Wo nicht der letzte Stand der Fräs-High-Tech gefragt ist, versuchen preisgünstige, aber leistungsstarke Maschinen, den Investitionsbedarf zu drücken.

Anders als im allgemeinen Maschinenbau, wo beispielsweise das hochpräzise Setzen von Bohrungen im Vordergrund steht, kommt es im Werkzeug- und Formenbau eher auf das konturgenaue Bearbeiten mit hoher Bahngeschwindigkeit an. Um die gewünschte Dynamik zu erreichen, hat die Deckel Maho Pfronten GmbH, Pfronten, das in Mailand vorgestellte Universal-Bearbeitungszentrum DMC 100 U nach dem Duo-Block-Konzept aufgebaut. Das eigensteife Maschinenbett mit 3-Punkt-Auflage und die massive Rückwand mit 3-fach-Führung des X-Schlittens sollen für extreme Stabilität des Grundkörpers sorgen. „Dadurch konnten wir X-Schlitten und Fräskopf vergleichsweise leicht auslegen, was wiederum der Dynamik der Maschine zugute kommt“, erläutert Wilfried Friedrich, Geschäftsführer beim zum Bielefelder Gildemeister-Konzern gehörenden Unternehmen. Bei Verfahrwegen von 1000 mm in allen Achsen erreicht die DMC 100 U Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 60 m/min und Span-zu-Span-Zeiten beim Werkzeugwechsel von 6 s. Für Präzision sorgen der thermosymmetrische Aufbau der Maschine und der NC-Rundtisch mit einem Mess-System, das ins außen positionierte Tischlager integriert ist.

Mit Linearantrieben in allen Achsen, Eilgängen bis 90 m/min und Beschleunigungswerten bis zu 2 g soll das vertikale Präzisionszentrum DMC 75 V Linear Formen und Gesenke hoch dynamisch und produktiv herstellen. Die ebenfalls in Mailand erstmals präsentierte Portalmaschine der Geretsrieder Deckel Maho GmbH steht laut Hersteller für Präzision, Konturgenauigkeit und Oberflächengüte. Ein großer Arbeitsraum, verbesserte Zugänglichkeit und die Möglichkeit, mittels Kran durchs Dach zu beladen, sollen den Umgang mit großen Werkstücken vereinfachen. Optional ermöglicht eine Schwenkachse im Spindelkopf in Kombination mit einem CNC-Rundtisch das simultane 5-Achsen-Bearbeiten.

Sowohl für die DMC 100 U als auch für die DMC 75 V Linear kann der Kunde das Software-Modul Application Tuning Cycle (ATC) ordern. Auf Knopfdruck lassen sich damit in der Steuerung hinterlegte, anwendungsoptimierte Parameter abrufen und entsprechend den Vorgaben für Oberfläche, Geschwindigkeit und Genauigkeit im Werkstückprogramm anwählen. „Mit ATC bieten wir dem Anwender eine Möglichkeit, weg von den Standardparametern, hin zum Optimum für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe zu kommen“, sagte Friedrich.

Auch im Werkzeug- und Formenbau nimmt die Tendenz zu, Prozesse zu automatisieren. Damit die Maschinen rentabel arbeiten, müssen sie möglichst gut ausgelastet werden. Komplexe und arbeitsintensive Werkstücke werden deshalb in mannlosen Schichten über Nacht oder am Wochenende gefertigt. Das erhöht die Produktivität und verkürzt die Lieferzeiten – beides wichtige Voraussetzungen für das Bestehen im internationalen Wettbewerb. Grundsätzlich sind die Systeme, die in der Serienfertigung den Teilewechsel besorgen, auch für den Werkzeug- und Formenbau geeignet. „Die Automatisierungstechnik sollte aber so angeordnet sein, dass sie manuelles Bedienen und Rüsten nicht behindert“, betonte Udo Hipp, Marketingleiter bei der Berthold Hermle AG. Aus diesem Gedanken heraus entwickelten die Gosheimer einen Palettenwechsler für die Bearbeitungszentren C 30 und C 40, der den Zugang zum Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums nicht behindert. Er ist mit zwei CNC-Achsen für Schwenk- und Drehbewegungen ausgestattet und soll selbst bei voller Tischbelastung ruckfrei beschleunigen und abbremsen.

Einen Schritt zurück in die Zukunft macht die Denkendorfer F. Zimmermann GmbH. „Ritzel-Zahnstangen-Antriebe galten lange Zeit als veraltet“, sagt Rolf Röhm, Marketingleiter bei den Schwaben. „Zu Unrecht, wie wir finden.“ Neue Entwicklungen erlaubten heute bei großen bewegten Massen und langen Verfahrwegen hohe Genauigkeiten und dynamische Steifigkeiten. Vorschübe bis zu 50 m/min und Achsbeschleunigungen im Eilgang bis 5 m/s2 seien möglich. „Damit lassen sich innerhalb kurzer Zeit exzellente Oberflächen herstellen“, zeigt sich Röhm begeistert. Zudem sollen Maschinen mit Zahnstangen-Antrieben sehr leise arbeiten und bei Stromausfall oder Not-Aus unproblematisch sein. Auf der Frankfurter Fachmesse Euromold zeigt Zimmermann (Halle 8, Stand K110) die Portalfräsmaschine FZ 37. Die Anlage, die es als Baukastensystem mit unterschiedlichen Arbeitsbereichen, Fräsköpfen, Antriebstechnologien und Steuerungen gibt, ist mit einem Z-Verfahrweg von bis zu 2500 mm die größte Maschine, die die Denkendorfer bisher auf einer Messe zeigten.