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Kompakt durch neue Gantry-Bauweise

Kompakt durch neue Gantry-Bauweise
Kompakt durch neue Gantry-Bauweise

Mit dem neuen Bearbeitungszentrum C500 erweitert Hermle seine erfolgreiche C-Baureihe nach unten. Da sich alle Aggregate an der Rückseite der Maschine befinden, eignet sich die modifizierte Gantry-Bauweise dieses Vertikal-Zentrums bei einer Maschinenbreite von nur 1,25 m hervorragend für eine platzsparende Reihenaufstellung.

Mit der Vorstellung der C800 legte Hermle 1996 den Grundstein für ein mittlerweile überaus erfolgreiches Maschinenkonzept. Den Hermle Konstrukteuren gelang es, mit einem modifizierten Gantry-Konzept die Vorteile einer Gantry-Maschine zu nutzen und deren Nachteile weitgehend zu eliminieren.

Bauten die Gosheimer bis 1996 nahezu ausschließlich Fräsmaschinen für den Werkzeug- und Formenbau, änderte sich dies seit der Vorstellung der hochgenauen Bearbeitungszentren der C-Baureihe. Mit ihren Modellen C600, C800 und C1200 decken diese Maschinen bei Hermle nicht nur den angestammten Bereich des Werkzeug- und Formenbaus ab, sondern werden zunehmend in der Produktion kleiner bis mittlerer Serien eingesetzt. Heute ist die C-Reihe der Hauptträger des Umsatzes, der in der Hermle AG auf stolze 260 Mio. DM im Jahr 2000 angestiegen ist.
Bei genauer Betrachtung der C500 stellt sich die Frage, ob es denn Sinn macht, neben die C600, die ja von ihren Arbeitsbereichen her nicht allzu weit weg ist, eine weitere Baugröße zu platzieren.
Kompaktbauweise
Offensichtlich zielt die C500 nicht mehr so sehr auf den Werkzeug- und Formenbau, sondern eher auf die Präzisionsfertigung kleiner, anspruchsvoller Teile in der Serienfertigung. Damit richten die Gosheimer sich an einen Kundenkreis, den sie bisher nur mit der größeren und rund 100 000 DM teureren C600 bedienen konnten: Unternehmen der Feinwerktechnik, Hersteller chirurgischer Geräte sowie generell der Kleinstproduktion.
Das neue, zunächst in dreiachsiger Ausführung lieferbare Bearbeitungszentrum C500 kommt mit 3,5 m2 Stellfläche aus, hat 500 mm x 400 mm x 450 mm Arbeitsraum, macht mit 15 kW bis zu 16 000 min-1 an der Spindel, beschleunigt in der X- und Y-Achse mit je 7 m/s2 auf 35 m/min Eilgangsgeschwindigkeit (Z-Achsen-Eilgang: 30 m/min) und ist schon ab 175 000 DM inklusive Späneförderer zu haben.
Bei den seitherigen Maschinen der C-Baureihe liegt die X-, Y-, und Z-Achse im Werkzeug. Damit wird die Maschinendynamik unabhängig vom veränderlichen Werkstückgewicht. Anders bei der C500: Hier liegen X- und Y-Achse im Werkzeug, die Z-Achse im Werkstück. Dadurch ergibt sich eine gleichbleibende ergonomische Arbeitshöhe unabhängig von der Werkstückhöhe.
Mineralguss macht´s möglich
Die Z-Achse bzw. der Werkstücktisch wird bei der C500 an der Maschinenseitenwand aus schwingungsdämpfendem Mineralguss geführt. Hierbei kommt ein immer wichtiger werdender Aspekt dieses Gestellwerkstoffes zum Tragen. Mit Mineralguss lassen sich Bauformen realisieren, die spanend nicht herstellbar wären. So auch die Ausgestaltung der Seitenwand, an der nicht nur der Werkstücktisch geführt wird, sondern auch die tragende Schiene für die Traverse.
Zur Versteifung dieser Seitenwand ist diese auch im vorderen Bereich des Maschinenbettes zur Frontseite hin abgewinkelt (siehe Bild 3).
Modifiziertes Gantry-Konzept
Wie bei der C800 wird der Querbalken als Traverse auf 3 Wagen gelagert, allerdings nicht auf drei versetzten Führungen, sondern aus Platz- und Zugänglichkeitsgründen auf zwei, wobei bei der C500 die lange Schiene eine führende, die kurze Schiene lediglich eine abstützende Funktion hat.
Vorschubspindel und Wegmesssystem sind in unmittelbarer Nähe des hinteren Wagens. Die Einleitung der Reaktionskräfte beim Fräsen erfolgt am hinteren Wagen senkrecht, an den Seitenwagen in einem bedeutend günstigeren Winkel als bei der allgemeinen Gantry-Bauweise mit kurzen Wagenabständen.
Diese Bauweise dürfte der C 500 ein Maximum an Bearbeitungsgenauigkeit bei höchster Stabilität und Dynamik verleihen, zumal im Gegensatz zu allen anderen Maschinen der Hermle C-Baureihe, die Vertikalbewegung in den Tisch verlegt wurde. Wegen der relativ kleinen veränderlichen Werkstückgewichte bleibt die Z-Achse ausreichend dynamisch. Gewinner ist die oben liegende Traverse mit X- und Y-Achse, da es hier keine verändernd auskragenden Achsen mehr gibt. Dementsprechend konnte hier die Achsdynamik optimiert werden.
Optimaler Spänefall
Durch die Überkopfanordnung des Werkzeuges ist die C500 wie alle Bearbeitungszentren der C-Baureihe extrem schmutz- und späneunempfindlich. Durch die seitliche Führung des Z-Schlittens am Maschinenbett ließ sich auch dieser einfach verkleiden, so dass auch hier ungehinderter Spänefall gegeben ist. Der 540 mm x 560 mm große Standard-Aufspanntisch kann mit 250 kg belastet werden.
Varianten der C500
C500V heißt die Maschine in Verbindung mit dem Standardtisch, in Kombination mit einem CNC-Teilapparat trägt die Maschine die Bezeichnung C500U. Der Teilapparat hat inklusive Untersatz eine Spitzenhöhe von 140 mm und eine Teilgenauigkeit von 40″. Die Spindel mit HSK A 63 / Durchmesser 70 mm hat ein Haltemoment von 300 Nm bei 6 bar.
Da bei der C500 sämtliche Aggregate wie auch der Schaltschrank sich an der Maschinenrückseite befinden und der Späneförderer, die innere Kühlmittelzufuhr und der Kühlmitteltank für Reinigungs- und Wartungsaufgaben nach hinten herausgezogen werden können, lässt sich die C500 optimal in Reihe aufstellen.
Verkettungen einzelner Maschinen sind bisher standardmäßig nicht vorgesehen, die Möglichkeit der Reihenaufstellung zielt wohl eher auf die Optimierung der Mehrmaschinenbedienung.
Trotz geschlossener Seitenwände hat die C500 einen mittels Schwenktür von vorn gut zugänglichen Arbeitsraum. Zum raschen Werkstückwechsel kann innerhalb der Schwenktür einfach eine Hubtür nach oben geschoben werden.
Span-zu-Span 5 s
Die C500 wechselt die Werkzeuge im Pick-up-Verfahren aus einem 20er-Magazin in die HSK A63-Aufnahme. Die Span-zu-Span-Zeit nach VDI2852 beträgt 5 s. Gesteuert wird die C500 von einer Heidenhain TNC426.
– mav 206
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