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Innovative Technologien im Einsatz

Dahinter steckt immer eine kluge Steuerung

| Redakteur: Reinhard Kluger

Maschinenbauer erobern mit innovativen Maschinenkonzepten den Weltmarkt. Anwender erklären, was hinter diesen erfolgreichen Lösungen steckt: innovative Steuerungs- und Antriebskonzepte.

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Eine fliegende Optik ermöglicht das Bearbeiten von Blechen mit höchster Geschwindigkeit. Die Koordination der Achsen übernimmt dabei eine CNC-Steuerung, die eine weitere Hochleistungssteuerung mit der antriebsbasierten Steuerung kombiniert
Eine fliegende Optik ermöglicht das Bearbeiten von Blechen mit höchster Geschwindigkeit. Die Koordination der Achsen übernimmt dabei eine CNC-Steuerung, die eine weitere Hochleistungssteuerung mit der antriebsbasierten Steuerung kombiniert
( Archiv: Vogel Business Media )

Mit einem innovativen Maschinenkonzept erhöht die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH die Wirtschaftlichkeit für spanende Bearbeitungen. Das innovative Konzept verbindet die Vorteile eines zweispindligen horizontalen Bearbeitungszentrums mit denen einer Rundtaktmaschine. Der Werkstückträger schwenkt um seine Längsachse, damit das Personal die außen liegende Balkenseite be- und entladen kann, während die beiden Spindeln die Werkstücke auf der gegenüberliegenden Seite bearbeiten. Automatische Schotttüren schließen den Arbeitsraum hermetisch ab. Vorschub- und Eilgangsgeschwindigkeiten bis 65 m/min in der X-Achse sowie bis 75 m/min in der Y- und Z-Achse sorgen für eine schnelle Bearbeitung von Stahl, Guss oder Leichtmetall.

Eine gute Wahl für komplexe Bearbeitungsaufgaben: die durchgängige Systemlösung IndraMotion (Archiv: Vogel Business Media)

Das Herzstück der Anlage ist die bedienerfreundliche Systemlösung IndraMotion MTX von Rexroth. Die PC-basierte Steuerung kontrolliert bis zu 64 Achsen in bis zu zwölf NC-Kanälen. Für Geschwindigkeit, Präzision und Sicherheit sorgen die elektromechanischen und pneumatischen Komponenten aus dem umfangreichen Rexroth-Portfolio. Der pneumatische Gewichtsausgleich der Y-Achse verfügt über eine vom Werksnetz unabhängige Pufferung. Beim Herunterfahren der Maschine füllt sich ein Druckspeicher, der beim Neustart der Maschine sofort den notwendigen Druck zur Verfügung stellt.

Nach nur fünf Monaten Entwicklungszeit stellte Schwäbische Werkzeugmaschinen der EMAG-Gruppe die neue Maschine mit gleich zwei Steuerungsvarianten vor. „Gerade die einfache Handhabbarkeit der IndraMotion MTX und die gute Applikationsunterstützung durch Rexroth haben dabei unsere Entwicklungskapazitäten geschont“, hebt Reiner Fries, Geschäftsführer Vertrieb der Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH, hervor.

Konstanz beim Fräsen

Fräsen ist Präzisionsarbeit. Um eine hohe Wiederholgenauigkeit bei maximalem Arbeitstempo sicherzustellen, müssen alle Störfaktoren ausgeschlossen werden. Eine besondere Rolle spielen dabei die Hauptachsen, die eine extrem hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit in alle Belastungsrichtungen aufweisen müssen. Bei den fünf-Achs-Bearbeitungszentren von Hermle tragen Rexroth-Rollenschienenführungen die Hauptachsen und sorgen für die nötige Konstanz beim Fräsen. Die Steifigkeit unter Belastung ist der Garant für Genauigkeit und die hohen Tragzahlen gewährleisten die erforderliche Zuverlässigkeit.

Eine von drei Rexroth-Rollenschienenführungen im Y-Schlitten eines fünf-Achs-Bearbeitungszentrums von Hermle (Archiv: Vogel Business Media)

Die Besonderheit der C-Baureihe von Hermle ist eine modifizierte Gantry-Bauweise mit einem Grundgestell in Mineralgussausführung. Drei Achsen im Werkzeug ermöglichen eine werkstückunabhängige Dynamik und bilden eine ideale Voraussetzung für schnelle Eilgang- und Vorschubbewegungen. In verschiedenen Hauptachsen sorgen Rollenschienenführungen für konstante dynamische Verhältnisse. Der Y-Schlitten wird als Traverse auf drei versetzten Führungsschienen mit jeweils einem Führungswagen gelagert. Diese Dreipunktauflage erlaubt eine ideale Kräfteaufnahme.

Die linearen Hub- und Verfahrbewegungen im Palettensystem des kompakten fünf-Achs-Bearbeitungszentrum C20 UP von Hermle sind mit Kugelschienenführungen und Kugelgewindetrieben von Bosch gelöst. (Archiv: Vogel Business Media)

Die schwäbischen Maschinenbauer setzen die Rollenschienenführungen in den Genauigkeitsklassen SP und UP mit einem aufgeclipsten Abdeckband für die Befestigungsbohrungen ein, was die Montagezeiten erheblich reduziert.

Schlanke Maschinen nach Maß

Bei der Modularisierung von Fertigungslinien für die Motor-, Getriebe- und Achsfertigung hat MAG Powertrain mit dem Bearbeitungszentrum XS211 einen interessanten Weg gewählt. Es ist als kostengünstige und schlanke Fertigungslinie konzipiert, die vor allem in der Automobilindustrie und bei deren Zulieferer eingesetzt wird. Der streng modulare Maschinenaufbau erlaubt MAG Powertrain jede Basismaschine mit wenig Aufwand individuell an die Kundenanforderungen anzupassen.

Um die Komplexität zu reduzieren, stellt MAG Powertrain besonders hohe Anforderungen an die Steuerung, die sich einfach auf die gewünschte Konfiguration einstellen muss. Die Wahl fiel auf die schnelle und flexible Rexroth-Steuerung IndraMotion MTX. Sie steuert bis zu 64 Achsen in bis zu zwölf NC-Kanälen. Die typische NC-Satzaufbereitungszeit von kleiner 1 ms und die CNC-Interpolationszeit von 0,25 bis 1 ms setzen den Benchmark für CNC-Steuerungen. Die integrierte SPS-Steuerung IndraLogic arbeitet 1.000 Anweisungen binnen 0,06 ms ab und reduziert damit unproduktive Nebenzeiten.

„Wir richten uns mit dieser Maschine vor allem an Kunden, die kostengünstige und schlanke Fertigungslinien für mittlere und hohe Stückzahlen aufbauen“, beschreibt Dr. Siegmund Chmielnicki, Leiter der Elektrokonstruktion bei MAG Powertrain, die Zielanwendung für die neuen Bearbeitungszentren. „Dabei gehen wir keine Kompromisse bei der Qualität der Komponenten ein. Vielmehr reduzierte MAG Powertrain die Komplexität. Gerade die Rexroth-Steuerung IndraMotion MTX ist äußerst schlank und wir konnten sie sehr schnell in unsere Anwendung einführen.“

Die Vorschubachsen werden von Kugelgewindetrieben und steifen Rollenschienenführungen von Rexroth angetrieben, denn die Achsen der XS211 arbeiten mit Vorschubkräften von bis zu 15.000 N. Die komplette Hydraulik liefert Rexroth anschlussfertig als eine einzige Baugruppe. Die Fluidwand enthält die komplette Verrohrung und Verdrahtung. Die vorkonfektionierten hydraulischen Schaltungslösungen und Steuerungen reduzieren den Entwicklungsaufwand. Das Hydraulik-Aggregat für die Funktionen Klemmen, Halten und Spannen arbeitet mit lediglich rund 70 dB (A) sehr leise und erfüllt die Betriebsvorschriften aller Automobilhersteller. Die auch auf die Regelung von Fluidtechnologien optimierte IndraMotion MTX steuert die Spannvorrichtung mit zehn Kanälen über Profibus an. Spezielle Bewegungsaufgaben werden durch passende Ventilkombinationen ermöglicht. Das modulare IH-Steuerplattensystem in Segmentbauweise erlaubt die Verkettung aller Spann- und Handlingfunktionen in einer hydraulischen Gesamtsteuerung.

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