„Vom umbauten Raum her ist unsere Anlage die größte 5-Achs-CNC-Fräse in Europa“, beschreibt Jörg Wicklein, Konstruktionsleiter bei Tamsen Maritim in Rostock, das imposante Konstrukt aus zwei Portalen, die in knapp 10 m Höhe durch die riesige Werfthalle schweben. Jedes der Portale ist dank der filigranen Carbon-Gitter-Struktur nur 3 t schwer, hat einen Verfahrweg in der X-Achse von 65 m und in der Y-Achse von 12,5 m.
„Die gesamte Höhe von 7 m können wir wegen der dafür erforderlichen Verfahrwege der Spindel nicht mit einem Portal realisieren“, erläutert Jörg Möller, der Maschinenbediener bei Tamsen, die Lösung mit zwei Portalen. Für kleinere Teile gibt es deshalb auch einen Bearbeitungstisch mit 4 m Höhe, auf dem Werkstücke im Überschneidungsbereich der beiden Portale platziert und gleichzeitig von beiden bearbeitet werden können. Die Anlage in der Rostocker Schiffswerft fertigt vor allem Urmodelle und Urformen für große Kunststoffbauteile, wie etwa 35 m lange Windradflügel oder Schiffsrümpfe.
Retrofit einer 5-Achs-Portalfräsmaschine mit TNC 640 von Heidenhain
Für das Retrofit der Fräsmaschine hatte Anwender Möller viele Wünsche: Trotz ihrer Größe wird die Anlage vorwiegend von ihm bedient. „Beweglichkeit war mir ganz wichtig. Ich möchte mit der Steuerung so nah wie möglich an der eigentlichen Bearbeitungsposition sein“, konkretisiert er.
Dafür steht die Bahnsteuerung TNC 640 von Heidenhain jetzt auf einem fahrbaren Ständer und ist mit circa 100 m langen Kabeln an den Schaltschrank angeschlossen, der auf der Hälfte der Hallenlänge installiert ist. Damit ist jeder Punkt der Halle für Möller mit der Steuerung erreichbar – notfalls hängt er sie an einen Kran und zieht sie auf eine Arbeitsbühne oder stellt sie auf das Werkstück.
„Außerdem habe ich jetzt ein Funkhandrad. Das spart mir viele Wege und oft einen zweiten Mann, weil ich darüber schon viele Funktionen beim Einrichten steuern kann“, freut er sich. „Es geht nichts über den direkten, unverstellten Blick auf das Werkstück.“
Retrofit als Komplettpaket: Neue Motoren, neue Steuerung und neue Wirkweise
Aber nicht nur die Steuerung wurde im Rahmen des Retrofits ersetzt. Das Retrofit-Team der Heidenhain-Vertretung Tedi erneuerte auch die vier Motoren, die das Portal antreiben sowie die Art, wie die Antriebe auf die Zahnstange wirken – eine Konstruktion, die bei Tamsen Maritim selbst entwickelt wurde.
Dazu wurde ein drittes Lager pro Wagen eingebaut. Das sorgt für mehr Laufruhe und bietet zudem die Möglichkeit, den Anpressdruck vom Antriebsriemen auf die Stange einzustellen und die einzelnen Motoren gegeneinander zu verspannen.
„Der Riemen ist jetzt besser in Kontakt mit der Zahnstange, sodass weniger Spiel besteht“, erläutert Wicklein. „Auch wenn die Genauigkeitsanforderungen im Schiffs- und Großteilebau nicht die höchsten sind, war unser Ziel eine Genauigkeit der Maschine nach dem Retrofit von 0,3 bis 0,4 mm auf eine Bearbeitungslänge von 80 m.“
Dafür verantwortlich sind allerdings nicht nur die mechanischen Umbauten. Nach dem Retrofit wird die komplette Maschine vom Fraunhofer-Institut IGP vermessen, damit Kompensationstabellen erstellt werden können. Denn die langen Führungsschienen sind nicht absolut gerade, außerdem hat das Portal einen gewissen Durchhang. All diese Faktoren werden ermittelt und müssen von der Steuerung ausgeglichen werden – eine der Stärken der TNC 640 mit ihren Funktionen KinematicsOpt und KinematicsComp. „Gerade diese Kompensationsberechnungen brachten die alte Steuerung an ihre Grenzen“, erinnert sich Möller. „Ihr fehlte einfach die Rechenleistung, was deutlich spürbar zu Lasten der Performance ging.“
Weitere Anlagenvermessungen für Retrofit angedacht
Trotz dieser Einschränkungen entschloss sich die Werft zunächst nur eines der Portale umzurüsten. „Dafür gab es drei entscheidende Gründe“, sagt Wicklein: „Erstens wollten wir die Anlage für die Dauer des Retrofits nicht komplett außer Betrieb setzen. Zweitens hatte noch niemand bei uns Erfahrungen mit so einem umfangreichen Projekt, sodass wir erst einmal die Resultate aus den Optimierungen am ersten Portal abwarten wollten. Und drittens verursacht solch ein Retrofit immense Kosten, mit denen wir uns nicht für beide Portale gleichzeitig belasten wollten.“
Künftig ist aber noch einiges geplant: „Das Fraunhofer-Institut steht schon in den Startlöchern, um die Anlage zu vermessen“, so Wicklein. Lange muss er sich nicht mehr gedulden: Die Techniker von Tedi richten an der neuen Steuerung schon die Achsen ein und stimmen die Spindel ab. (nu)
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