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Mehrspindler-BAZ – ans Werkstück angepasst

Spindel-Analysetool erleichtert Inbetriebnahme und Überwachung
Mehrspindler-BAZ – ans Werkstück angepasst

Die neue mehrspindlige MFZ-Baureihe von Samag ist im Hinblick auf die Werkstückfertigung konsequent modular aufgebaut. So lassen sich die Maschinen exakt an die vom Kunden benötigten großen und mittleren Serien anpassen, was die Durchlaufzeiten reduziert. Wichtig dafür sind u. a. hochwertige Komponenten wie die synchronen Motorspindeln von Weiss. Mit dem Sensor-Modul SMI 24 ausgestattet, werden zudem Inbetriebnahme und Überwachung der Spindeln einfach und übersichtlich.

In Großserienfertigungen der Automobilindustrie und zahlreichen anderen Branchen kommt es auf jede Sekunde Bearbeitungszeit an. Dementsprechend gilt es, Maschine und Werkstück optimal aufeinander abzustimmen. Dafür verfolgt die Saalfelder
Samag Group mit ihrer neuen horizontalen MFZ-Baureihe einen besonderen Ansatz: „Wir erarbeiten gemeinsam mit unseren Kunden einen idealen Bearbeitungsprozess und stellen auf dieser Grundlage ein mehrspindliges Bearbeitungszentrum zusammen, mit dem wir den Anforderungen des jeweiligen Werkstücks optimal gerecht werden“, erklärt Entwicklungsleiter Dirk Galler. „Um dies zu ermöglichen, haben wir einen hochflexiblen, modularen Baukasten entwickelt, aus dem wir uns beim Konfigurieren einer kundenspezifischen Maschine bedienen.“

Die neue MFZ-Generation basiert auf dem sogenannten Fit-2-Part-Konzept und wird in vier Baugrößen angeboten, ergänzt durch zwei weitere „Stretch“-Varianten. Allen gemeinsam ist das sogenannte Rock Solid Design – ein Maschinenbett mit Hydropol-Füllung, das sich insbesondere durch beste Steifigkeitswerte, Dämpfungseigenschaften und Wärmestabilität auszeichnet. Alle Modelle gibt es mit Kugelgewindetrieben oder alternativ mit Linearmotoren 1FN3 von Siemens – wenn höchste Präzision und Dynamik gefragt sind. Bei komplexen Bauteilen erweist sich zudem die kombinierte A/B-Achs-Kombination als vorteilhaft, da sie eine 5-Achs-Simultanbearbeitung ermöglicht.

Flexibel und hochgenau

Je nach Anforderung lassen sich in die MFZ zwei, drei oder vier Arbeitsspindeln integrieren. Bei der zweispindligen Variante besonders interessant: Die Achsen X, Y und Z lassen sich unabhängig voneinander einstellen, da sie in der Maschine als Einheit um 90 Grad gedreht eingebaut sind und somit das gesamte Achsgewicht nicht auf der vertikalen Achse liegt. Laut Dirk Neubert, verantwortlicher Konstruktions-Gruppenleiter, erhöht dieser konstruktive Aufbau die Präzision und Korrigierbarkeit der Maschine deutlich und ermöglicht Genauigkeitswerte, die sonst nur einspindlige Bearbeitungszentren aufweisen. „Die in der Praxis erzielbare Präzision und Oberflächengüte hängen natürlich wesentlich von dem Material und der Größe der Bauteile ab“, erläutert Neubert. „Aber um ein Beispiel zu nennen – einer unserer Kunden stellt seine Werkstücke aus einem Gusseisenwerkstoff prozesssicher mit einer Fertigungsgenauigkeit von 5 Mikrometer und mit Oberflächengüten von Ra = 0,8 Mikrometer her.“

Damit die Mehrspindler auch mit entsprechender Produktivität überzeugen können, müssen alle Komponenten perfekt zusammenspielen. Bei den Arbeitsspindeln setzt Samag Produkte von Weiss Spindeltechnologie ein. Bereits seit 15 Jahren kooperieren die beiden Unternehmen regelmäßig. Auch bei der neuen MFZ-Generation haben sie gemeinsam flexible Lösungen erarbeitet, die sich bei gleichen Abmaßen durch unterschiedliche Leistungs- und Drehzahlwerte auszeichnen.

Als Standard-Spindel nennt Neubert eine synchrone HSK-A63 mit 26 kW Leistung, einem Drehmoment von bis zu 110 Nm sowie einer maximalen Drehzahl von 15 000 min-1. Werte, die laut dem Samag-Konstruktions-Gruppenleiter am Markt häufig gefordert werden. Als noch entscheidender bezeichnet er aber die hohe Zuverlässigkeit der Spindeln und die reibungslose Integration in das Maschinenkonzept. „Weiss hat in seinen Spindeln unser Samag-Montagesystem übernommen, was den Einbau deutlich vereinfacht“, berichtet Neubert. Er hebt zudem ein einzigartiges Feature hervor: „Die Spindeln verfügen über das sogenannte Spindel-Sensor-Modul SMI 24. Das gibt es definitiv nur bei der Siemens-Tochter Weiss.“

Spindel-Sensor-Modul bietet viele Vorteile

Das SMI 24 wurde gemeinsam von Weiss- und Siemens-Ingenieuren entwickelt und funktioniert im Zusammenspiel mit der Highend-CNC Sinumerik 840D sl und der Sinumerik 828D. Es handelt sich hierbei um ein Modul, das an die Spindel angebaut wird und zwei primäre Aufgaben erfüllt. Zum einen erleichtert es dem OEM die Inbetriebnahme der Spindel, zum anderen lassen sich im späteren Betrieb beim Endkunden wichtige Daten auswerten, die Rückschlüsse auf den Verschleißzustand erlauben.

Dirk Neubert zeigt sich von dem innovativen Feature begeistert, denn allein die Vorteile bei der Inbetriebnahme gleichen die Mehrkosten nahezu aus. „Wenn wir die Spindeln in Betrieb nehmen, müssen viele verschiedene spindelspezifische Daten in die Steuerung übertragen werden. Das haben bislang erfahrene Monteure in aufwändiger Handarbeit erledigt. Eingabefehler, die dann wieder gefunden und korrigiert werden müssen, lassen sich dabei leider nicht ganz vermeiden“, erklärt Neubert und ergänzt: „Jetzt funktioniert die Adaption im Zusammenspiel mit modernen Sinamics-Umrichtern und der Siemens-CNC über ein einziges Kabel und ist ähnlich einfach wie das Anschließen einer Festplatte via USB-Port an den PC. Fehler sind somit ausgeschlossen.“

Technische Basis für diese Form des Plug-and-Play ist ein „elektronisches Typenschild“, das sämtliche Parameter der Spindel selbstständig in die Steuerung einträgt. Laut Weiss-Vertriebsingenieur Georg Sauer werden darüber hinaus Signale aus dem Drehgeber und der Motortemperaturerfassung digitalisiert und an den Siemensantrieb übertragen. Sauer weiter: „Auch für die Einspeisung der Signale zum Werkzeugspannzustand und die Abfrage der Lösekolbenposition sind keine elektronischen I/O-Peripheriemodule im Schaltschrank nötig.“ Vielmehr werden auch diese Daten bereits in der Spindel digitalisiert und direkt auf definierte Nahtstellen in der Steuerung abgelegt. Damit wird die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Signalübertragung Störungen auftreten, deutlich geringer.

Ein weiteres Highlight des SMI 24 ist die permanente Überwachung des Spindel-Verschleißzustands. Das Sensor-Modul zeichnet zahlreiche wichtige Daten auf – Temperaturverläufe, Laufzeit, durchgeführte Werkzeugspannungen, Drehzahl- und Drehmomentprofile, etc. Diese lassen sich als Diagramme direkt am Bedienerpanel auslesen oder an andere Standorte exportieren. So können Meister, Instandhalter oder Produktionsleiter in ihrem Büro, im Homeoffice oder von jedem anderen Ort auf der Welt (mit Internetverbindung) Analysen durchführen, Trends ableiten und bei Bedarf entsprechende Maßnahmen einleiten. „Auf diese Weise helfen wir unseren Kunden, Servicearbeiten im Vorfeld besser zu planen und ungeplante Maschinenstillstände zu
verringern“, erläutert Samag-Entwicklungsleiter Dirk Galler.

Die synchronen, innengekühlten Motorspindeln von Weiss lassen sich fast ebenso flexibel an die Bedürfnisse des Endanwenders anpassen wie die MFZ-Bearbeitungszentren. So stehen etwa unterschiedliche Drehdurchführungen zur Verfügung, die für Medien mit 50 oder 80 bar ausgelegt sind und die bei Bedarf eine Leckage-Überwachung erhalten. Auch der Spannsatz kann mit oder ohne Raster ausgestattet werden, wodurch das Werkzeug auch im „gelösten“ Zustand nicht herausfallen kann. Und für das wichtige vordere Lager gibt es einen Temperatursensor, der seine Informationen über das SMI 24 an die Steuerung überträgt.

Weiss Spindeltechnologie GmbH
www.weissgmbh.de

Samag Saalfelder Werkzeugmaschinen GmbH
www.samag.de


Maschinenbau seit über 140 Jahren

Die Samag Group, Saalfeld/Saale, beschäftigt rund 800 Mitarbeiter und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von etwa 120 Millionen Euro. Mit über 140-jähriger Tradition hat sich das Unternehmen zu einem international agierenden Lösungsanbieter entwickelt, der leistungsstarke, mehrspindlige Werkzeugmaschinen für die Großserienfertigung herstellt und darüber hinaus in definierten Nischen die Serienfertigung innovativer Fahrzeugteile vor allem für Powertrain übernimmt. Neben der Automobilindustrie zählen die Luft- und Raumfahrt sowie der allgemeine Maschinenbau zu den Kundenbranchen.

Mit der MFZ-Baureihe hat Samag ein hochproduktives, horizontales Mehrspindel-Bearbeitungszentrum entwickelt, das über das Baukastensystem Fit 2 Part perfekt an Bauteile angepasst werden kann. Bild: Samag


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