Für den steigenden Anteil an 5-Achs-Bearbeitungen stellt Hermle zur Metav das brandneue Universalbearbeitungszentrum C 40 U dynamic vor. Das modular aufgebaute Maschinenkonzept lässt sich in seinen Ausbau- und Automatisierungsstufen optimal an nahezu beliebige Kundenwünsche anpassen.
Autor: Rudolf BeyerE-Mail: beyer@konradin.de
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 C500, 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 Hermle Umsatzes, der in der Hermle AG 2001 um rund 15 % auf stolze 161 Mio. E (Vj. 140 E ) angestiegen ist.
Mit der komplett neu konstruierten C 40 U dynamic bietet Hermle Produzenten kleiner und mittlerer Serien ein optimal an deren Bedürfnisse anpassbares und flexibel einsetzbares 5-Achs-Fertigungssystem, das durch den Einsatz von Linearantrieben (Torquemotoren) in der Rundtischachse neue Maßstäbe in der dynamischen 5-Achs-Bearbeitung setzt.
Aus der richtigen Erkenntnis heraus, dass die jeweils langsamste Achse die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der 5-Achs-Bearbeitung bestimmt, haben die Gosheimer bei ihrem neuen Maschinenkonzept dem NC-Schwenktisch besonderes Augenmerk geschenkt.
Hohe Dynamik durch Linearantrieb in der NC-Rundtischachse
Da kann es einem schon leicht schwindlig werden, wenn man zusieht, wie ein 1 000 kg schweres Werkstück auf dem mit einem Torquemotor direkt angetriebenen NC-Schwenktisch mit [ 800 mm (Bild 2) mit bis zu 65 U/min in der C-Achse (360°) und bis zu 25 U/min in der A-Achse (+25°/–100°) bewegt und simultan bearbeitet wird.
Wer die 5-Achs-Simultanbearbeitung noch produktiver nutzen möchte, findet mit der C 40 U dynamic und einem 2-fach-NC-Schwenktisch [ 280 mm (Bild 3 und 4) die ideale Maschine mit zwei Drehtischen auf einer Schwenkachse. Mit Drehzahlen von bis zu 40 U/min in den C-Achsen (360°) und bis zu 50 U/min in der A-Achse (6115°) wird diese Maschine ihresgleichen suchen. Natürlich gibt es für die unterschiedlichen Tischvarianten die unterschiedlichsten Werkstückaufnahmen wie SK50, HSK100, T-Nuten, Nullpunktspannsysteme, Palettierungen sowie verschiedenste Medienzuführungen.
Modifizierte Gantry-Bauweise
Wie alle Bearbeitungszentren der C-Baureihe ist auch die C 40 U dynamic in der Hermle-typischen modifizierten Gantry-Bauweise (Bild 1) aufgebaut. Der Y-Schlitten wird als Traverse auf 3 Wagen mit 3 versetzten Führungen gelagert. Durch die 3-Punkt-Auflage und den Mittenantrieb ergibt sich das gute Führungsverhältnis des Querbalkens. Auch bei der C 40 dynamic besteht der Maschinengrundkörper mit den seitlich hochgezogenen Tragwänden für den Y-Schlitten als Garant für hohe Prozessstabilität aus thermostabilem Polymerbeton. In den drei Linearachsen X–Y–Z (850–700–500 mm) wurden die Eilgänge auf 60 m/min und Beschleunigungen in allen linearen Achsen auf 10 m/s2 (mit Kugelrollspindel) erhöht. Die Drehzahlvarianten der Hauptspindel von 10 000, 18 000, 28 000 und 40 000 min-1 lassen sowohl beim kräftigen Drehmoment wie auch für das HSC-Fräsen fast keine Wünsche offen.
Im Werkzeugmagazin finden standardmäßig 38 Werkzeuge Platz, die im Pick-up-Verfahren mit einer Span-zu-Span Zeit von 4,5 s eingewechselt werden können.
Automatisierung nachrüstbar
Das Werkzeugmagazin kann aber auch auf 123 oder 200 Werkzeuge erweitert wer-den. Hierfür wird ein zusätzlicher Werkzeugspeicher mit einer eigenen Kabine an die Maschinenrückseite adaptiert (Bild 6).
Aber anders als die seitherigen Kompaktmaschinen der C-Baureihe ist die neue Maschine nach einem Baukastenprinzip aufgebaut, das seinesgleichen sucht. Denn hier wurden konsequent Kundenwünsche nach späterer Aufrüstbarkeit berücksichtigt. Alle Automatisierungskomponenten können nachträglich vor Ort beim Kunden ohne großen Auswand zugefügt werden. Am augenfälligsten wird dies bei den möglichen Automatisierungsvarianten.
Hauptzeitparalleles Rüsten
So kann die C 40 U dynamic von der einfachen Adaption eines Palettenwechslers für das hauptzeitparallele Rüsten (Bild 7) bis zur kompletten Fertigungszelle inclusive Palettentranport und -magazinierung nachträglich aufgerüstet werden. Letzteres gibt es abhängig vom Werkstückgewicht in zwei Varianten: System 1 bis 100 kg und System 2 bis zu 1 400 kg Transportgewicht.
Der Palettenwechsel bei der C 40 U dynamic
erscheint zunächst recht komplex. Modular zur Grundmaschine wird eine Palettenwechselkabine vor die Maschine gebaut. Ein roboterähnlicher Paletten-Manipulator holt sich aus der sich nach außen verschließenden Rüststation die mit einem Rohteil bestückte Palette, bewegt diese in den Bearbeitungsraum zur dort auf dem NC-Schwenktisch gespannten Fertigteilpalette, dockt an diese an und hebt beide Paletten gemeinsam an. Daraufhin zieht der Manipulator die Doppelpalette aus dem Arbeitsraum der Maschine, verschwenkt sie so, dass das Rohteil zur Maschine zeigt und fährt mit der Doppelpalette wieder in den Arbeitsraum der Maschine ein. Dort setzt er die Rohteilpalette auf den Schwenktisch, dockt die Rohteil-Palette ab und bewegt den Manipulator mit der Fertigteil-Palette weiter zur Rüststation, um sie dort abzulegen. Das Verschwenken der Paletten außerhalb der Maschine ist erforderlich, weil dies im Arbeitsraum mit den seitlichen Wänden aus Mineralguss aus Platzgründen nicht möglich ist und weil aus dynamischen Gründen in der Grundmaschine alle linearen Achsen im Werkzeug liegen. Die viel gewichtigeren Gründe für diese Konzeption sind jedoch zwei andere: Zum einen ist es so möglich, trotz eines Handlingsystems vor der Maschine, dem Bediener einen Zugang zum Arbeitsraum der Grundmaschine durch eine Seitentür zu gewährleisten , zum anderen ist es durch diese Anordnung möglich, nicht nur eine dreiachsige, sondern auch einen fünfachsige Maschine mit Transportgewichten von bis zu 1 400 kg zu versorgen.
Peripherie nachrüstbar
Die C 40 U dynamic kann sowohl für die Trockenbearbeitung mit Minimalmengenschmierung als auch für die Nassbearbeitung eingesetzt werden. Für die Nassbearbeitung stehen IKZ-Pakete wahlweise mit Turbofilter, Papierbandfilter oder Siebkorb zur Verfügung. Und für den Formenbauer gibt´s auch noch ein Grafitbearbeitungspaket für die Elektrodenfertigung.
Maschinenfabrik Berthold Hermle AGTel. 07426/95-0, Fax 07426/95-6109
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