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Von HSC ZU HSPC

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Bei zunehmend hohen Vorschubgeschwindigkeiten werden bei der HSC (High Speed Cutting) -Bearbeitung von den Anwendern oft hohe Bearbeitungstoleranzen akzeptiert, da die zu bearbeitenden Teile in aller Regel keine µm-Genauigkeiten verlangen. Kern Micro- und Feinwerktechnik hat nun einen Weg eingeschlagen, um hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten und hohe Präzisionsbearbeitung (High Speed Precision Cutting) in einer Maschine zu ermöglichen.

Um hierbei das relative Optimum zu erzielen, kommt es auf eine Anzahl verschiedener Kriterien an, die in dem neuen Maschinenkonzept der Kern HSCP 2525 Berücksichtigung gefunden haben.

Maschinenkonzept
Um hohe bis höchste Präzision in der Bearbeitung zu erreichen, ist es notwendig, daß möglichst geringe Gewichte bewegt werden. Kern Microtechnik hat diese Forderung umgesetzt, indem die Maschinenkonstruktion ihrer neuen Kern HSPC 2525 so gewählt wurde, daß ein Maschinenständer in C-Form als Trägersystem der Achsen funktioniert. Die Spindel ist an der Z-Achse montiert und verfährt nur vertikal, während das auf dem Koordinatentisch aufgespannte Werkstück in der X- und Y-Achse verfährt. Mittels zentral angeordneter Kugelumlaufspindeln und zentral angebrachten Heidenhain Glasmeßstäben sorgen höchst präzise Rollenführungen für Positioniergenauigkeiten in mechanischen Grenzbereichen. Ein selbst entwickeltes digitales Antriebssystem mit neuester Steuerungselektronik erlaubt hohe Verfahrgeschwindigkeiten mit hohen Beschleunigungswerten. So wird die maximale Verfahrgeschwindigkeit bereits nach 2 mm Verfahrweg erreicht.
Diese hohen Beschleunigungswerte erzeugen in konventionellen Graugußmaschinenständern Schwingungen, die einen wesentlichen Einfluß auf die Bearbeitungsqualität haben. Aus diesem Grund hat Kern Microtechnik ein neues Maschinenständerkonzept aus Mineralguß in Monoblock-Form entwickelt. Mineralguß hat im Verhältnis zu Grauguß eine um ca. 800 bis 1000% höhere Schwingungsdämpfung. Auf einer Aufstellfläche von 2,5 m² sorgt ein Maschinengewicht von über 2 Tonnen für maximale Laufruhe.
Automatische Werkstückbeschickung
Durch eine glatte Anschlußfläche an einer Seite der Maschine ist gewährleistet, daß eine vollautomatische Werkstückbeschickungseinheit problemlos integriert werden kann, die es erlaubt, bis zu 32 Werkstücke vollautomatisch im Mannlos-Betrieb bei höchster Präzision abzuarbeiten. Hierbei können gängige Spannsysteme der Firmen System 3R etc. eingesetzt werden.
Ein Werkzeugwechselsystem mit 32 Positionen kann bei Bedarf auf 64 Positionen erweitert werden. Die reine Werkzeugwechselzeit beträgt 3 Sekunden.
Spindeln für jeden Einsatzfall
Je nach Anforderung sind Spindeln unterschiedlicher Konfiguration gefordert. Die Spindeln im Bereich zwischen 300- 20 000 min-1 gelten als sehr universell einsetzbar mit relativ hoher Kraftaufnahme im unteren Drehzahlbereich.
Spindeln für höhere Drehzahlbereiche bis zu 43 000 min-1, wie sie für die Graphitbearbeitung und andere spezielle Materialien benötigt werden, entwickeln üblicherweise ihre Kraftreserven erst in den höheren Drehzahlbereichen. Ausnahme hiervon ist die hydrostatisch gelagerte Spindel von Plasel/Precise im Drehzahlbereich von 300-30 000 min-1 mit 6,3 kW Leistungsaufnahme. Diese Spindel hat aufgrund ihrer Vektorregelung bereits ein hohes Drehmoment auch in niedrigen Drehzahlbereichen und ist ebenfalls in Verbindung mit einem automatischen Werkzeugwechsler einzusetzen. Diese Spindel sowie auch luftgelagerte Spindeln leisten einen wesentlichen Beitrag zu exzellenten Oberflächengüten, wenn alle anderen wesentlichen Elemente zusammenpassen. Das Konzept der Kern HSPC 2525 erlaubt also einerseits Hartfräsen und gleichzeitig Fräsen mit hoher Geschwindigkeit bei Einhaltung hoher Präzisionsanforderungen.
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