Modulares Mehrstationen-BAZ lässt sich in kurzer Zeit umrüsten Serienfertigung – aber bitte flexibel

Modulares Mehrstationen-BAZ lässt sich in kurzer Zeit umrüsten

Serienfertigung – aber bitte flexibel

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Mit der ICON 6-250 hat ICON Industries AG, Zug, ein Mehrstationen-Bearbeitungszentrum entwickelt, das sich vor allem durch seine Flexibilität auszeichnet. Dafür sorgen bis zu acht unterschiedlich konfigurierbare Bearbeitungseinheiten sowie zwei Beladestationen, an denen Werkstücke ein- und ausgeschleust werden können. Die Maschine spielt vor allem bei mittleren und großen Serien, bei Teilefamilien und häufigem Rüsten ihre Stärken aus.
Autor: Dietmar Bäurer, Geschäftsführer, ICON Industries AG
In der Automobilindustrie sind die Zeiten vorbei, in denen Komponenten wie ABS-Gehäuse oder Pleuel in Millionenstückzahlen bei Zulieferunternehmen bestellt wurden. Heute liegt die Größenordnung bei Erstaufträgen eher bei Losgrößen zwischen 250 000 und 500 000 Stück – Folgeaufträge sind ungewiss.
Auch andere Branchen fahren ihre Stückzahlen herunter, die Variantenanzahl dafür hoch. Wehe dem Zulieferer, der sich nicht auf solche Umstände eingestellt hat – und wehe dem Maschinenhersteller, der mit seinem Angebot nicht auf die neuen Anforderungen reagiert hat. Schnelle Reaktion hat die Schweizer Firma ICON Industries AG bewiesen: Mit ihrem innovativen Mehrstationen-Bearbeitungszentrum ICON 6-250 machte sie einen gewaltigen Schritt in Richtung hohe Flexibilität. Diese betrifft einerseits die Maschine selbst, deren unterschiedliche Ausbaustufen auch nachträglich realisierbar sind, andererseits die Werkstücke und deren Anforderungen. Mit geringem Aufwand und in kurzer Zeit lässt sich die Maschine umrüsten.
Die ICON 6-250 besteht im Kern aus vier Stationen, die jeweils mit einem horizontalen und einem vertikalen Bearbeitungsmodul ausgestattet werden können. Diese weitgehend baugleichen Module sind 3-achsige Bearbeitungseinheiten, linear geführt und von Servomotoren über Präzisions-Kugelumlaufspindeln angetrieben. Mit einem Gabel- oder Winkelkopf kann die jeweilige Einheit 4- beziehungsweise 5-achsig zerspanen. Als Arbeitsspindel kommt standardmäßig eine Motorspindel mit 12 000 min-1 (36 kW) und HSK-A-63-Werkzeugaufnahme zum Einsatz – Variationen bezüglich der Leistungsstärke sind möglich.
Eigenes Werkzeugmagazin für jedes Modul
ICON-Geschäftsführer Dietmar Bäurer weist auf ein Highlight des Mehrstationen-BAZs hin: „Wir haben jedes Bearbeitungsmodul – ob horizontal oder vertikal eingebaut – mit einem eigenen Zwölffach-Werkzeugwechsler ausgestattet. Dadurch wird die Bearbeitung flexibel und prozesssicher gestaltbar.“
Die maximale Größe der Werkzeuge beträgt 125 mm im Durchmesser und 250 mm in der Länge. Der Werkzeugwechsel dauert längstens 1,3 Sekunden. Über einen mechanischen Schieber ist jeder Werkzeugwechsler in Armhöhe von außen zugänglich. Eine Besonderheit stellen die von ICON entwickelten Taschen des Wechslers dar, die das jeweilige Werkzeug rein mechanisch über ein Federpaket spannen. „Wir haben diese Technik ausführlich erprobt“, erläutert Bäurer. „Die Mechanik funktioniert störungsfrei. So bleiben uns alle mit Pneumatik verbundenen Nachteile erspart.“
Für komplexe Fräs- und Bohrbearbeitungen kann eine zusätzliche Achse nicht schaden – dachten sich die ICON-Entwickler und statteten die vier Bearbeitungsstationen mit einem interpolationsfähigen Indexiertisch aus. Auf ihm werden über ein Nullpunkt-Präzisionsspannsystem 300-mm-Paletten als Werkstückträger gespannt. Der Tisch kann an jeder Station als zusätzliche schnelle und unbeschränkte B-Achse in den Bearbeitungsprozess einbezogen werden.
Zwei Palettenstationen zum Beladen, Messen und Wechseln
Für besondere Flexibilität des Bearbeitungszentrums sorgen die beiden Beladestationen, die zwischen jeweils zwei Bearbeitungsstationen angeordnet sind. Über sie können die Werkstücke gemessen oder auch ausgeschleust und anderen externen Bearbeitungen zugeführt werden. Jede Beladestation ist während des Zerspanens zum Arbeitsraum hin abgeschlossen und kann gefahrlos hauptzeitparallel bestückt werden. Dies kann manuell geschehen, aber auch halb- und vollautomatische Lösungen mit Palettenbahnhof und Roboter sind möglich. Die beiden gegenüberliegenden Beladestationen können auch dazu dienen, das Bearbeitungszentrum in zwei Einheiten zu splitten und eine Doppelproduktion aufzubauen. Das kommt dem Bearbeiten von Teilefamilien entgegen, von denen sich dann zwei unterschiedliche Komponenten gleichzeitig auf einer Maschine fertigen lassen.
Die insgesamt sechs Stationen sind kreisförmig angeordnet. In ihrer Mitte befindet sich ein Palettentransferteller mit 2,20 m Durchmesser, der die Werkstücke weitertaktet. Dazu wird der Teller mit den Paletten von einem Servomotor angehoben und über einen Torquemotor von Station zu Station bewegt. Durch den Direktantrieb ist der Transfer schnell und präzise, was die Taktzeit erhöht und Schäden an den hochgenauen Nullpunktspannsystemen vorbeugt.
Innovative Späne- entsorgung
Der Palettentransferteller leistet zusätzlich einen wichtigen Beitrag zur Späneentsorgung. Denn dafür hat sich ICON eine Speziallösung überlegt: Um die unpraktische Entsorgung von Kühlschmiermittel und Spänen über die Mitte des Bearbeitungszentrums zu umgehen, entschieden sich die Entwickler, zwei Späneförderer einzusetzen. Sie sind zueinander parallel angeordnet und nehmen jeweils die Späne von zwei Bearbeitungsstationen auf. Diese können an der prismatisch ausgeführten Abdeckung des Palettentransfertellers abrutschen und werden dann mittels Kratzband aus der Maschine befördert. Das gesamte Kühlmittelsystem enthält 8000 Liter, die über einen Vakuumfilter gereinigt werden.
Gesteuert wird das Mehrstationen-BAZ von einer Siemens-Steuerung vom Typ 840 Dsl oder einer Fanuc CNC der Serie 30i-A. Alternativ besteht die Wahl einer Siemens-Steuerung vom Typ 840D sl. Um das Einrichten zu vereinfachen, ist an beiden Beladestationen eine Bedieneinheit vorhanden, von denen allerdings nur eine aktiv sein kann.
Das Mehrstationen-Bearbeitungszentrum kann laut Bäurer nicht nur technisch mit Innovationen glänzen, es trägt auch nachweislich zu einer kostengünstigen Produktion bei: „Wenn man bedenkt, dass unsere ICON 6-250 bis zu acht Bearbeitungszentren enthält, spart der Anwender sogar bei den Anschaffungskosten. Die Service- und Wartungkosten sind ohnehin wesentlich günstiger. Außerdem ist der Platzbedarf mit 41 Quadratmetern sehr gering und die Bedienung von einem Mitarbeiter leicht zu bewältigen.“

Newcomer mit langer Tradition
Die ICON Industries AG mit Sitz im schweizerischen Zug ist ein junges, 2009 gegründetes Unternehmen, das jedoch auf über 30 Jahre Erfahrung im Werkzeugmaschinenbau und speziell in Applikationen von Rundtaktmaschinen zurückgreifen kann. Entstanden ist ICON aus der Hydromat Inc., St. Louis (USA), die von Schweizer Unternehmern gegründet wurde und noch immer geführt wird. Zum Firmenverbund gehörte bis vor einigen Jahren auch das amerikanische Unternehmen Turmatic Systems Inc., das in Nordamerika 20 Jahre lang erfolgreich Witzig&Frank-Maschinen vertrieben und zum Teil auch gebaut hat, unter der Leitung von ICON Industries AG VR-Präsident Bruno Schmitter. Die Schweizer begannen 2007 mit der Entwicklung des modularen Mehrstationen-Bearbeitungszentrums ICON 6-250, das in Partnerschaft mit der Daetwyler AG, Bleienbach (Schweiz), produziert wird.
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