Mithilfe der hoch entwickelten Software für Wälzstoßmaschinen und der Hardware für die Bewegungssteuerung von Num haben Engineering Spezialisten eine alte Wälzstoßmaschine mit manueller Steuerung auf heutige Steuerungsstandards gebracht.
Die DePe Gear Company Ltd in Stoke-On-Trent, Staffordshire, hat sich auf Bereiche wie Entwicklung, Herstellung und Modernisierung von Zahnrädern und Getrieben für ein weites Spektrum von Industrie- und Wirtschaftsanwendungen spezialisiert. Dazu zählen u.a. die stahlverarbeitende Industrie, sowie die Eisenbahn-, Bergbau-, Stein- und Luftfahrtindustrie. Das Unternehmen betreibt in seinem Fertigungsbetrieb in Stoke-on-Trent eine beträchtliche Anzahl an Verzahnungs-, Wälzstoß- und Zahnradschleifmaschinen. Nach dem Kauf einer russischen Wälzstoßmaschine von der Stanko-Maschinenhandels GmbH zur Herstellung großer Innenverzahnungsräder für die Windkraftindustrie beauftragte die Depe Gear Company die Euro CNC Ltd in Bromyard, Herefordshire, mit der Ausführung der erforderlichen Modernisierungsmaßnahmen.
Euro CNC ist auf die Nachrüstung, den Umbau und die Aufrüstung von Maschinen spezialisiert. Dabei statten die Engineering Spezialisten für Werkzeugmaschinen häufig manuell bediente Maschinen mit CNC-Teil- oder Komplettsystemen aus. Das ist der Grund dafür, dass Euro CNC eng mit der Num AG zusammenarbeitet, die den Zugriff auf die aktuellste CNC-Technologie, Steuerungssoftware, digitale Antriebe und Motoren bietet. Das Unternehmen mit Hauptsitz in der Schweiz arbeitet in erster Linie an einer Reihe von High-End-CNC-Anwendungen. „Wir arbeiten nunmehr seit fünf Jahren mit Num zusammen und wissen, dass die CNC-Produkte von Num extrem zuverlässig sind“, erklärt Tim Clarke. „Wir profitieren auch vom hervorragenden Support der Niederlassungen in Großbritannien“, so der Leiter von Euro CNC weiter, „und wir haben kürzlich dieselben Erfahrungen mit Num USA gemacht. Bisher haben wir PC ProCam auf etwa 25 Maschinen installiert, und zwar eher auf Zahnradfräs- als auf Wälzstoßmaschinen. Über das positive Feedback unserer Kunden sind wir hocherfreut.“
In den letzten Jahren hat Euro CNC ein beträchtliches Fachwissen über Werkzeugmaschinen für die Zahnradfertigung erworben und bearbeitet mittlerweile eine breite Palette an Wälzfräs- und Wälzstoßmaschinen. Trotz der vollen mechanischen Funktionsfähigkeit der Stanko-Maschine waren sich die Engineering Spezialisten bei Euro CNC schnell einig: Eine Ausstattung mit neuen Motoren und Antrieben, einschließlich digitalen Hochleistungseinheiten für alle Achsen, in Kombination mit einem CNC-System, das für eine Flexibilität im Einsatz sorgt, sowie einer individuellen Bedienoberfläche als Ersatz für die veraltete mechanische Schaltanlage würde große Vorteile bringen.
Bei herkömmlichen Wälzstoßmaschinen wird eine komplexe nockengetriebene „drehende“ Achsanordnung eingesetzt, bei der das Schneidwerkzeug während des Schnittes am Zahnradrohling entlang bewegt wird. Dabei muss der Hub mit der Drehung des Werkzeugs und des Rohlings synchronisiert werden. Dieser Ansatz birgt zahlreiche Nachteile: Es werden bis zu drei Bewegungsachsen eingesetzt, wobei jede Achse einen Fehler aufweisen kann. Darüber hinaus ist die Einrichtung äußerst schwierig und zeitaufwendig und entspricht daher nicht den Anforderungen für einen schnellen und flexiblen Wechsel, den die moderne Fertigung verlangt. Daher haben die Experten bei Euro CNC eine völlig neue Form der Hubachse entwickelt, die auf einem vollständig programmierbaren Linear-Aktor basiert. Die Endstellung, Länge und Geschwindigkeit des Hubs können mithilfe der Softwaresteuerung beliebig geändert werden. Das innovative und programmierbare Austauschsystem der Hubachse reduziert die Zeit für den Produktwechsel von Stunden auf wenige Minuten und steigert so die Produktivität erheblich.
Neben der Hubachse weist die Wälzstoßmaschine drei Drehachsen auf, die für die Drehung des Schneidwerkzeugs und des Zahnradrohlings sowie den Rückzug des Schneidwerkzeugs beim Anstieg zuständig sind. Weiterhin weist sie einen Linear-Positionierer auf der Basis eines Motors und einer Kugelumlaufspindel aus, der den Zahnradrohling zum Schneidwerkzeug fährt. Sämtliche Achsen werden durch NumDrive C-Servoantriebe und bürstenlose Num-Motoren gesteuert.
Euro CNC setzt für die Steuerung aller fünf Maschinenachsen ein Num Axium Power CNC-System ein, das mit einem industriellen PC von Num und einem großen berührungsempfindlichen Bildschirm vernetzt ist. Die Software enthält das leistungsstarke Numgear-Paket, wird in diesem Fall jedoch hauptsächlich für die Bereitstellung der Funktionen des elektronischen Getriebes verwendet, um die Drehung des Schneidwerkzeugs und des Zahnradrohlings sowie die linearen Hubachsen zu synchronisieren. Die Bedienoberfläche für die Wälzstoßmaschine basiert im Wesentlichen auf einer speziellen Version der PC ProCam-Software, die Euro CNC in Zusammenarbeit mit der Niederlassung von Num in den USA speziell für diesen Anwendungstyp entwickelt hat. Die Software kombiniert eine hochgradig intuitive grafische Benutzeroberfläche, die allgemeine Begriffe des Wälzstoßens verwendet, mit einer „dialogorientierten“ Programmierung. Daher kann sie äußerst schnell auch von Bedienern beherrscht werden, die mit CNC-basierten Maschinen nicht vertraut sind.
Die modernisierte Wälzstoßmaschine von Stanko arbeitet inzwischen in den Niederlassungen der DePe Gear Company in Stoke-on-Trent. Dort waren die Mitarbeiter bereits mit Num vertraut, da drei der aktuellen Verzahnungsmaschinen mit Num Axium CNC-Systemen und Numgear-Software ausgestattet sind. Abgesehen von geringfügigen Anfangsschwierigkeiten funktionierte die Maschine daher einwandfrei.
„Wir setzen die Wälzstoßmaschine bei einer Vielzahl von Innenverzahnungen, einschließlich bei Stirnrädern für Getriebe von Windturbinen, und vielen Keilverzahnungen ein“, betont Nigel Parker. „Auch wenn es für quantifizierte Daten noch zu früh ist“, so der Technische Leiter der DePe Gear Company weiter, „sehen wir definitiv eine Verringerung der Zeiten für Einrichtung und Betrieb. Wie bei unseren anderen CNC-Maschinen besteht der größte Vorteil in der enormen Vielseitigkeit des volldigitalen Ansatzes, der uns per Software-Steuerung den problemlosen Wechsel zwischen den verschiedenen Zahnradtypen ermöglicht. Maschinenbediener müssen nicht mehr die Anzahl der geschnittenen Zähne zählen, sondern drücken einfach im Menü auf den entsprechenden Knopf, was zur Maximierung des Durchsatzes beiträgt.“ Lb.
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