Mehrachsensteuerung ermöglicht raschen Wechsel der Fertigungsprozesse

Schnelles CNC-System steigert Maschinenproduktivität

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Mithilfe eines anwendungsspezifischen CNC-Systems von NUM hat der Werkzeugmaschinenhersteller Sinico eine vollautomatische 9-achsige Abläng- und Endenbearbeitungsmaschine mit Schaltteller für die Großserien-Teilefertigung aus Metallstangen und -rohren entwickelt. Diese neue Maschine ist erheblich schneller als der Vorgänger, was zum Teil der hohen Geschwindigkeit des CNC-Systems zu verdanken ist.

Bei der Maschine TOP 2000ri von Sinico handelt es sich um das neueste Modell in einer langen Reihe flexibler Zerspanungsmaschinen, die weltweit für eine breite Palette von Prozessen wie Schneiden, Plandrehen, Abfasen, Bohren, Zentrieren, Drehen, Ausbohren, Gewindeschneiden, Gewindebohren und Fräsen eingesetzt werden. Darüber hinaus führen sie auch Formungsvorgänge wie Aufweiten, Abschrägen, Walzen, Pressen, Anreißen und Rändeln aus. Die Maschinen bedienen einen außergewöhnlich breiten Anwendungsbereich, wozu Hydraulikbaugruppen, Elektromotoren, Industrieketten, Baugruppen zur Kraftübertragung, Erdbaumaschinen und Autoteile wie auch die Fertigung von Zulieferteilen zählen.

Die Leistungsfähigkeit der TOP 2000ri ist beeindruckend – das Laden und Einrichten der unbearbeiteten Stangen oder Rohre nimmt insgesamt lediglich 9 Sekunden in Anspruch. Bei Maschinen der vorherigen Generation waren dies noch 21 Sekunden. Da dieser Vorgang während eines Produktionslaufs viele Male wiederholt wird, ergibt sich daraus ein bedeutend höherer Durchsatz. Die Maschine ist in der Lage, Rohrmaterial mit einem Durchmesser von 8 bis 120 mm und Vollmaterial mit einem Durchmesser von 8 bis 80 mm zu bearbeiten. Die Länge des Materials kann bis zu 6,5 m betragen, während die gefertigten Teile bis zu 640 mm lang sein können. Dank dieser Merkmale, gemeinsam mit den schnellen Wechselmöglichkeiten, steht mit dieser Maschine den Herstellern, die eine breite Palette verschiedener Teile fertigen, eine äußerst flexible Lösung zur Verfügung.
Sinico hat CNC-Systeme von NUM an einer Reihe von Maschinen eingesetzt, und die beiden Unternehmen können bereits auf eine längere Zusammenarbeit bei der Entwicklung neuer Schneid- und Formungsverfahren zurückblicken. Im vorliegenden Fall hat sich Sinico hinsichtlich der gesamten Bewegungssteuerung der TOP 2000ri für NUM-Geräte entschieden. Dafür gab es zwei Hauptgründe: Erstens wurden die Flexibilität und die Mehrachsenfunktionen des Flexium 68 CNC-Systems der neuen Generation von NUM benötigt, um dem hohen Durchsatz und den schnellen Wechselmöglichkeiten der Maschine zu entsprechen. Zweitens wollte das Unternehmen die Zusammenarbeit mit einem Partner fortsetzen, der sich bei der gemeinsamen Sortwareentwicklung als ansprechbar und agil erwiesen hat.
Auch sämtliche Stromversorgungen, Antriebe und Motoren – einschließlich fünf Hochleistungs-Spindelmotoren – wurden von NUM bereitgestellt. Der Haupt-Schaltteller der TOP 2000ri, auf den das abgelängte Material aufgespannt und an die Endenbearbeitung übergeben wird, wird von einem großen, bürstenlosen NUM-BPH-Motor mit einem Drehmoment von 36 Nm angetrieben. Diese schnelle Baugruppe versorgt bis zu vier Arbeitsstationen nacheinander, wobei 90-Grad-Bewegungen in weniger als 0,4 Sekunden ausgeführt werden. In der Endenbearbeitung setzt die Maschine fünf Asynchron-Spindelmotoren der Serie AMS mit je 9 kW sowie acht weitere bürstenlose NUM-Motoren für verschiedene Positionssteuerungsfunktionen ein.
Der Steuerungsteil enthält sieben Antriebsverstärker des Typs NUM-Drive C in Einachsenausführung – sechs mit 130 und einen mit 14 A Stromaufnahme. Darüber hinaus sind drei NUMDrive-C-Antriebsverstärker in Zweiachsenausführung mit 50 A Stromaufnahme integriert. Die Versorgung der Antriebsverstärker erfolgt mittels einer regenerativen, geregelten 120-kW-Stromversorgung von NUM mit einer Hilfsstromversorgung. Die gesamte Steuerung der Maschine wird vom Flexium 68 CNC-System von NUM übernommen.
Die anwendungsspezifische Software für das Flexium CNC-System wurde von NUM in Zusammenarbeit mit Sinico entwickelt; die Grundlage bildete das hardwarehersteller-übergreifende IEC 61131-Programmiersystem Codesys. Dieser Ansatz befähigte die Ingenieure zum problemlosen Austausch bei der Entwicklung. Die anwendungsspezifische Bedienoberfläche nutzt ein Bedienpult des Typs NUM FS152i P2 mit Touchscreen und integriertem Industrie-PC, gemeinsam mit einer individuellen Tastatur und einem Handrad zur einfachen, schnellen Parametereinstellung. Der Code für die Bedienoberfläche wurde von Sinico entwickelt; dabei kam Standard Visual Basic zum Einsatz, um Unterprogramme aus den von NUM bereitgestellten Bibliotheken aufzurufen.
Kern-Performance vervierfacht
Der gesamte Prozessablauf der TOP 2000ri wird durch den Flexium CNC-Kern synchronisiert. Dieser ist mehr als vier Mal leistungsfähiger als die schnellste Version der Axium-Steuerung von NUM, die viele Jahre lang eine verbreitete Lösung für Werkzeugmaschinensteuerungen war. Die Bedienoberfläche ist darauf ausgerichtet, dem Maschinenbediener eine klare Abbildung jeder Fertigungsstufe zu geben, sodass er sich problemlos mit dem gesamten Prozess vertraut machen kann. Viele unterschiedliche Einstellparameter können gespeichert und jederzeit abgerufen werden, wodurch sich das zu fertigende Teil in kurzer Zeit wechseln lässt. Dadurch wird die Stillstandzeit der Maschine gesenkt und und ihre Gesamtproduktivität erhöht.
Bei der TOP 2000ri findet das patentierte AVTC-System Anwendung, das den Vorschub ständig an die Bearbeitungsstufe der Maschine anpasst, sodass immer eine konstante Materialmenge abgetragen wird. Die Software generiert automatisch ein ISO-Programm für die ideale Schneidgeschwindigkeitskurve, die von den Abmessungen der bearbeiteten Stange und der vorgegebenen Form abhängt. Dies bringt die Bearbeitungszeiten auf ein Minimum und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer des Sägeblatts bei.

Spezialist für Endenbearbeitung
Der Hauptsitz und Fertigungsbetrieb von Sinico befindet sich in Montebello Vicentino im Nordosten Italiens. Das im Jahre 1962 gegründete Unternehmen entwickelte zunächst eine manuelle Zentriermaschine für aus Stangen hergestellte Teile und produzierte bereits 1966 eine Reihe von Abläng- und Zentriermaschinen. Sinico entwickelte sich stetig weiter und spezialisierte sich auf die Entwicklung und den Bau von automatischen Abläng- und Endenbearbeitungsmaschinen mit Schaltteller. Heute ist das Unternehmen führend auf diesem Sektor und exportiert den größten Teil seiner Produktion an Hersteller weltweit.
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