Fräs-Drehsteuerung verkürzt Durchlaufzeit

Für die Herstellung von Komponenten für Tunnelbohrmaschinen investierte Herrenknecht in eine Bettfräsmaschine von MTE mit Fräs-Drehsteuerung TNC 640 von Heidenhain. Bis zu 15 Tonnen schwere Bauteile lassen sich darauf in einer Aufspannung drehen und fräsen – was die Durchlaufzeit in der Komponentenfertigung deutlich verbessert.

Der Neubau des Gotthard-Basistunnels, der am 1. Juni 2016 eröffnet wurde, ist zurzeit in aller Munde. Er ist mit zwei Hauptröhren und 57 km Länge der längste Eisenbahntunnel der Welt. Für den maschinellen Vortrieb der Hauptröhren kamen vier Gripper-Tunnelbohrmaschinen der Herrenknecht AG zum Einsatz. Für das Unternehmen mit Sitz im badischen Schwanau ist dieses Bauwerk ein großer Erfolg. Mehr als 85 km frästen sich die Bohrköpfe durch den Fels.

Für die Bearbeitung der Maschinenkomponenten aus zähharten Verschleißstählen beschaffte Herrenknecht eine neue MTE-Bettfräsmaschine RT-T 30 mit Heidenhain Fräs-Drehsteuerung TNC 640. Damit gelingt es, Bauteile bis 15 000 kg Stückgewicht in einer Aufspannung gleichzeitig zu drehen und zu fräsen. Für die Komponentenfertigung von Herrenknecht ist dies ein Gewinn an Durchlaufzeit für eine kontinuierliche Fertigung.

„Die Kombination Fräsen-Drehen ist für uns und für die Anwender momentan die Herausforderung“, erläutert Gunther Borbonus, Geschäftsführer der MTE Deutschland GmbH. „Es ist ja ein komplett anderer Prozess als die bisherigen getrennten Dreh- oder Fräsbearbeitungen.“

Auf der neuen Bettfräsmaschine mit integriertem Karusselldrehtisch entstehen Bauteile bis zu 2100 mm Ø x 1500 mm, die sowohl gefräst als auch gedreht werden: Schräge Taschen im Raum oder Bearbeitungen mit geschwenktem Kopf.

Planflächen mit Aussparungen zum Beispiel bearbeitet Herrenknecht jetzt kombiniert: Bei einer langsamen Drehbewegung kommt ein rotierendes Fräswerkzeug mit 5 bis 8 Schneidplatten zum Einsatz. Früher drehte man diesen unterbrochenen Schnitt bei reduzierter Schnittleistung und verbrauchte mindestens 3 bis 4 Wendeschneidplatten. „Wir erreichen interessante Zerpanleistungen und schonen auch noch das Werkzeug“, bestätigt Stephan Göggel, technischer Leiter der Komponentenfabrik.

Dreh- und Fräszyklen sofort durchschaut

Neu war das Thema kombinierte Bearbeitung für alle gleichermaßen: MTE als Hersteller von Großmaschinen bot Herrenknecht individuelle Unterstützung an, um Felderfahrung im Bereich Drehen zu sammeln. Mit Herrenknecht-eigenen Testwerkstücken und einer intensiven Schulung tastete man sich an das Thema heran. Dreher Vitali Hegert unterstützte das Frästeam und durchschaute – ohne vorherige Heidenhain-Erfahrung – sofort die Dreh- und Fräszyklen.

Bei Herrenknecht vor Ort vermittelte ein kompetenter Trainer das neue Steuerungs-Knowhow. Der zügige Einstieg führte bei den Maschinenbedienern zu Begeisterung. Programmierer Uwe Liedl: „Es ist toll, was mit der Steuerung jetzt alles für Bearbeitungen in einer Aufspannung erledigt werden können.“

MTE-Maschine und TNC 640 beherrschen diese Kombinationsbearbeitungen so, dass sie für die Anwender einfach zu bedienen sind. Dabei legt Herrenknecht Wert auf selbstständig agierende Mitarbeiter, die direkt an der TNC-Steuerung alle Standardbearbeitungen selbst programmieren: Einstiche, Absätze, Lochbilder oder schräge Bohrungen. Aus dem CAM-System kommt lediglich das Rahmenprogramm. „Die TNC 640 macht die komplexen Bearbeitungen transparent, so dass unsere Maschinenbediener den Bewegungsablauf der Steuerung gut nachvollziehen können“, erläutert Liedl. Dabei lässt die TNC dem Bediener immer die Wahl zwischen unterschiedlichen Strategien. Komplexe Bearbeitungen werden dadurch leichter überschaubar.

Für zusätzliches Vertrauen sorgt die neue detailreiche 3D-Simulationsgrafik. Maschinenbediener Hegert prüft alle Bearbeitungen vorab, dabei stellt er die Optionen für die Vorschaugrafik ganz einfach auf seine Anforderungen ein: die Darstellung von Werkzeugwegen, Rohteilkanten oder transparente Ansichten.

Kürzere Durchlaufzeiten im Projektgeschäft

Die Komponentenfabrik der Herrenknecht AG liefert mit aktuell 462 Mitarbeitern jährlich Bauteile im Wert von 60 Millionen Euro an die Montage: Bohrköpfe, Schneidwerkzeuge, Getriebegehäuse, Ringe und vieles mehr – Einzelteile aus zähharten Verschleiß- oder Feinkornstählen wie Hardox 500 oder S690. Das strategische Ziel der Investition war es, eine kontinuierliche Fertigung mit kurzen Durchlaufzeiten zu realisieren. Mit der neuen und stabilen MTE Maschine mit TNC 640 ist Göggel diesem Ziel ein großes Stück nähergekommen.

Neben Standardbauteilen sorgt die Komponentenfabrik auch für Sofort-Ersatzteile, wenn es auf der Baustelle einen Ausfall gibt. Da muss schon mal ein Bauteil mitten in der Bearbeitung vom Spanntisch heruntergenommen werden, damit das Ersatzteil schnellstens fertig wird. Die TNC 640 gestaltet den Wiedereinstieg ganz unkompliziert: Mit dem Satzvorlauf setzt die Steuerung die Bearbeitung an der jeweiligen Stelle im Programm fort.

Das Zusammenspiel aus Bettfräsmaschine und Fräs-Drehsteuerung TNC 640 macht komplexe Bearbeitungen mit wenigen Aufspannungen möglich. So wurde zum Beispiel ein 800 mm langer Rohling mit 960 mm Durchmesser und 4000 kg Gewicht auf der neuen Maschine komplett gefräst und gedreht. Dabei gab es Anforderungen wie Taschen-Querbohrungen, Planfräsen mit geschwenktem Kopf, Rändelfräsen und einiges mehr. 80 % wurden zerspant – 850 kg blieben übrig. ■

Dr. Johannes Heidenhain GmbHwww.heidenhain.de

Herrenknecht AGwww.herrenknecht.de

Projektspezifische Einzelteile

Als Hersteller von Tunnelvortriebsmaschinen betreibt die Herrenknecht AG auf ihrem Firmengelände in Schwanau-Allmannsweier eine eigenständige Komponentenfabrik. Dort entstehen fast ausschließlich projektspezifische Einzelteile. Deshalb legt das Unternehmen Wert auf Maschinen, die sich flexibel einsetzen lassen – wie etwa die RT-T 30 von MTE, eine dynamische Bettfräsmaschine mit integriertem Rundtisch und automatisch schwenkendem Fräskopf. Eine stark verrippte Gusskonstruktion macht die Maschine stabil und schwingungsdämpfend.