5-Achs-Bearbeitung in zwei unabhängigen Teilsystemen Dreh-Fräszentrum zerspant in neuer Dimension

5-Achs-Bearbeitung in zwei unabhängigen Teilsystemen

Dreh-Fräszentrum zerspant in neuer Dimension

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Mit der R200 präsentieren die Index-Werke in Esslingen eine neue Maschinengeneration eines hochmodernen Dreh-Fräszentrums. Zwei kraftvolle Motor-Frässpindeln und zwei verfahrbare Arbeitsspindeln zerspanen äußerst produktiv und flexibel in zwei unabhängigen Teilsystemen – und dies auch in 5-Achs-Bearbeitung.

Die Index R200 erweitert die Ratio-Line-Baureihe um ein absolut innovatives Dreh-Fräszentrum. In zwei übereinander liegenden Teilsystemen sind jeweils eine Motor-Frässpindel und eine Arbeitsspindel einander zugeordnet. Dies eröffnet, ergänzt durch zusätzliche Werkzeugleisten, hoch produktive und flexible Bearbeitungsmöglichkeiten, bis hin zur simultanen und unabhängigen 5-Achs-Bearbeitung an beiden Spindeln. Ein schneller Werkzeugwechsler versorgt die Frässpindeln mit Werkzeugen und sorgt für hohe Flexibilität in der Bearbeitung. So kann neben einer vollwertigen Rückseitenbearbeitung auch eine Parallelbearbeitung mit identischen Ablaufinhalten erfolgen. Zeitgleich können an Haupt- und Gegenspindel schwere Schrupp- oder hochgenaue Feindrehoperationen durchgeführt werden. Bei entsprechenden Werkstücken ist die Index R200 durch ihren neuartigen Aufbau nahezu doppelt so schnell wie marktübliche Dreh-Fräszentren, die mit lediglich einer Motor-Frässpindel arbeiten.

Grundsolider und bestechend klarer Aufbau
Erst durch die innovative Anordnung der Achsen entsteht eine richtungsweisende Kinematik, die umfangreiche Komplettbearbeitungen ermöglicht. Die Idee: Ein Maschinenaufbau, bei dem die Hauptspindel in Z, die Gegenspindel in X und Z, die Frässpindel 1 (oben) in X/Y/B und die Frässpindel 2 (unten) in Y/B verfahren. Das Ergebnis: Eine Konstruktion mit zwei unabhängigen Teilsystemen, außergewöhnlicher Steifigkeit sowie einer beeindruckenden Dynamik. Die zu bearbeitenden Werkstücke können dadurch hoch effektiv und parallel an Vorder- und Rückseite bearbeitet werden. Bei der Entwicklung wurde darüber hinaus auf ein hohes Maß an thermischer Stabilität und Schwingungsdämpfung geachtet, um auch schwer zerspanbare und hoch feste Werkstoffe unter besten Grundvoraussetzungen bearbeiten zu können. Grundlage hierfür ist ein senkrechtes Guss-Maschinenbett in stark verrippter und geschlossener Kastenbauweise.
Kraftvolle Motor-Frässpindeln und bewegliche Arbeitsspindeln
Die beiden pinolengeführten Motor-Frässpindeln wurden im Zentrum des Maschinenbettes platziert. Durch die Über-Eck-Anordnung konnte ein sonst üblicher Kreuzschlitten entfallen. In Verbindung mit der spiel- und verschleißfreien hydrostatischen Rundführung entstand ein Gesamtsystem von außergewöhnlicher Steifigkeit. Optimaler Kraftfluss war eine der Prämissen, die konsequent von den Entwicklern umgesetzt wurde. Durch sehr kurze Hebelarme wurde erreicht, dass das System weniger anfällig für Vibrationen ist, was sich wiederum positiv auf die Genauigkeit der gefertigten Teile und die Werkzeugstandzeiten auswirkt. Ein weiteres Plus sind die hohen Beschleunigungen und Eilgänge, die mit der Index R200 gefahren werden können – unterstützt durch kraftvolle Antriebe und gewichtsoptimierte Baugruppen. 11 kW Leistung und 18 000 U/min sowie 0,9 Sekunden Hochlaufzeit (0 – 5000 U/min) sind eindrucksvolle Eckdaten, die leistungsstarke Zerspanungsoperationen erlauben. Große B-Achsen-Schwenkbereiche von 270 und 230 Grad und Eilgänge mit 45 m/min erklären die große Bearbeitungsflexibilität und beachtliche Schnelligkeit der Maschine. Die baugleichen in Synchrontechnik ausgeführten Arbeitsspindeln überzeugen durch eine maximale Leistung von 33 kW, einer Höchstdrehzahl von 5000 U/min und einem Spitzendrehmoment von 150 Nm.
Revolverfunktionalität permanent im Arbeitsraum
Zwei Linearwerkzeugträger, die seitlich an jeder Frässpindel angebracht sind, erlauben ohne Werkzeugwechsel den schnellen Zugriff auf 6 fest stehende Werkzeuge mit hoher Genauigkeit. Die W-Verzahnung minimiert dabei den Rüstaufwand und gewährleistet einen kraft- und formschlüssigen Sitz der Werkzeuge: Beste Voraussetzung für präzise Drehoperationen vergleichbar mit denen eines Revolvers.
Zwei getrennte Shuttleeinheiten versorgen unabhängig voneinander aus einem gemeinsamen Ketten-Werkzeugmagazin die beiden Motor-Frässpindeln mit den jeweils benötigten HSK-A40 Werkzeugen. Mit 80 oder 120 Plätzen verfügt die Index R200 über einen umfangreichen Werkzeugvorrat. Kurze Span-zu-Span-Zeiten von ca. 4 Sekunden tragen zur deutlichen Minimierung der Nebenzeiten bei. Während an der Hauptspindel zerspant wird, kann die untere Frässpindel, geschützt vor Spänefall und Kühlmittel, ein neues Werkzeug einwechseln. Dies führt zu einer hohen Produktivität und verbessert die Prozesssicherheit.
Ein in Z-Richtung beweglich gelagerter und mit der Hauptspindel fest verbundener Werkstoffführungskanal führt das Stangenmaterial zu. Das Index Lademagazin SBL (Sliding Bar Loader) ist ausgelegt für Stangenmaterial von 20 – 65 mm Durchmesser und bis zu 3000 mm Länge. Der große Werkstoffstangenvorrat unterstützt dabei den mannlosen Betrieb der Maschine.
Eine Steuerung, wie Praktiker sie sich wünschen
Zum Einsatz kommt die aktuelle Index Steuerungsgeneration C200-4D SL. Diese basiert auf der felderprobten Siemens Sinumerik S840D Solution Line und wurde von Index mit bedienerfreundlichen Funktionen aufgewertet. Speziell entwickelte Zyklen vereinfachen selbst komplexeste Bearbeitungsvorgänge. Sie unterstützen mehrachsige Fräs- und Drehbearbeitungen und bieten ein Maximum an Funktionssicherheit.
Die Softwarepakete der Index Virtual Line unterstützen den wirtschaftlichen Einsatz des neuen Dreh-Fräszentrums schon ab dem ersten Werkstück. Ideal aufeinander abgestimmt, ergänzen sie sich in ihren Funktionen und führen den NC-Programmierer und Bediener zielgerichtet zur Lösung der Bearbeitungsaufgabe: am PC in der Arbeitsvorbereitung oder direkt an der Maschine in der Werkstatt. In Verbindung mit der 3D-Simulation der Index Virtuellen Maschine können Bearbeitungsprogramme auf dem PC erstellt, überprüft und optimiert werden. Mit dem CNC-Programmier-Studio ist eine weiterführende Unterstützung für die Programmierung und die Bedienung der Index R200 verfügbar.
Energieeffizienz
Alle Index-Maschinen folgen schon seit Jahren der Forderung nach reduziertem Energieverbrauch. Selbstverständlich ist auch die Index R200 mit allen wesentlichen und weiterführenden Technologien ausgestattet, um die gestellten Anforderungen nicht nur zu erfüllen, sondern sogar zu übertreffen. Als maßgebliche Punkte sind hier zu nennen: gewichtsoptimierte Bauteile zur Reduzierung des Energieverbrauches und zur Steigerung der Dynamik; Energierückgewinnung durch rückspeisefähige Antriebe; Energieabschaltung verbrauchsintensiver Einheiten nach frei wählbaren Zeiten (Standby-Modus); Minimierung der Reibung durch optimal eingesetzte Materialpaarungen und reibarme Lagerungen (hydrostatische Rundführung); intelligente Kühlprinzipen, welche die Maschine gezielt entwärmen, die Abwärme wirtschaftlich nutzen oder die Wärme klimatechnisch neutral aus der Produktionshalle abführen. Das Kühlkonzept von Index sorgt dafür, dass Spindeln, Hydraulik und Schaltschrank permanent gekühlt werden und die Wärme über eine „Wasserschnittstelle“ einer anderen sinnvollen Verwendung zugeführt werden kann, z B. zur Brauchwassererwärmung oder als Prozesswärme für andere Fertigungsschritte.
Enorme Produktivität im Fräsen und Drehen verbunden mit höchster Flexibilität sind die schlagenden Argumente für das neue Dreh-Fräszentrum Index R200. Realisiert mittels einer einzigartigen Kinematik mit zwei Motor-Frässpindeln, zwei Arbeitsspindeln, vier Linearwerkzeugträgern und einem großen Werkzeugvorrat mit schneller Zugriffsmöglichkeit. Der neuartige Aufbau und die innovative Anordnung bewährter Bauelemente sorgen für höchste Steifigkeit und optimale Schwingungsdämpfung sowie beste thermische und dynamische Stabilität. Dies ermöglicht erst die überzeugenden Bearbeitungsergebnisse der Index R200 für anspruchsvolle Materialien und Zerspanungsaufgaben bis hin zur 5-Achs-Bearbeitung.
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