Präzisionsbearbeitung von anspruchsvollen Großteilen Portal-Dreh- und -Fräsmaschine exakt nach Kundenwunsch

Präzisionsbearbeitung von anspruchsvollen Großteilen

Portal-Dreh- und -Fräsmaschine exakt nach Kundenwunsch

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Seit 1946 am Markt, fertigt das Deggendorfer Unternehmen Rile anspruchsvolle, hochpräzise Zulieferteile sowie Baugruppen und Automatisierungsanlagen für einen denkbar breiten Anwendungsbereich. Um sich noch besser in der Großteilebearbeitung aufzustellen investierte der Lohnfertiger in ein nach seinen Wünschen maßgeschneidertes Bearbeitungszentrum von Pama. Autor: Peter Springfeld, freier Fachjournalist, Berlin

Das Leistungsspektrum von Rile reicht von der Automatisierung von Werkzeugmaschinen, Roboterapplikationen, Anbauteilen für Maschinen, Getriebe- und Motorenkomponenten bis hin zu Baugruppen für die Medizintechnik. Für die Luftfahrtechnik bearbeitet Rile Turbinenteile und Laufschienen in höchster Präzision. So breit wie das Spektrum der Lohn- und
Zulieferfertigung ist auch der Werkstoffbereich: Neben Stahl, Edelstahl, Guss und Buntmetalle wie Aluminium und Magne-
sium bearbeitet Rile Teile aus Titan und Kunststoffen, beispielsweise Karbon. Aus Karbon fertigt Rile Pinolen für Messmaschinen.

„Zur Realisierung dieser anspruchsvollen Fertigungsaufgaben“, hebt Peter Radlsbeck, Geschäftsführender Gesellschafter hervor, „stehen rund 50 moderne, zum Teil untereinander austauschbare CNC-Werkzeugmaschinen zur Verfügung. Sie werden von hochqualifizierten Mitarbeitern bedient, die wir in der Regel selbst ausgebildet haben. Unser Angebot besteht in
einer sehr kurzfristigen Fertigung von hochpräzisen einfachen und komplexen Teilen bis zu einem Kubus mit einer Seitenlänge von 2500 mm, einem Durchmesser von 5300 mm und 20 t Stückgewicht. Wir fertigen im Toleranzbereich von IT-6 und realisieren Oberflächen im Rauhigkeitsbereich von 0,8 µm.“

Mit dem Ausbau der Energieerzeugung durch Windkraftanlagen kamen auch Aufträge für die Präzisionsfertigung von entsprechenden Großteilen ins Deggendorfer Unternehmen. Dazu wurde trotz der hervorragenden fertigungstechnischen Ausstattung eine weitere Bearbeitungsmaschine zum Drehen und Fräsen gebraucht. Stefan Zimmer, Vertriebsleiter der Nürnberger Abras Vertriebsgesellschaft, stellte den Kontakt zum renommierten italienischen Maschinenbauer Pama her. „Wir“, bekundet Peter Radlsbeck, „hatten bereits gute Erfahrungen mit italienischen Werkzeugmaschinenherstellern und waren deshalb sofort auch für Pama offen.“

Erarbeitung der Maschinenkonfiguration

„Mit Pama“, hebt Peter Radlsbeck hervor, „hatten wir Ansprechpartner, die sehr intensiv auf unsere Bedürfnisse eingegangen sind. Die Chemie zwischen den handelnden Personen stimmte von Anfang an. Wir fanden schnell Vertrauen und fühlten, dass das Unternehmen in der Lage ist, aus den bestehenden Baukästen eine entsprechende Maschine zu bauen. So konnten wir uns beim Besuch in Rovereto überzeugen, wie im
eigenen Werk sämtliche Kernkomponenten einschließlich der Fräsköpfe in hoher Qualität selbst herstellt. Wir haben uns ähnliche Maschinen angesehen und uns mit allen maßgeblichen Partnern bestens auf Deutsch verständigt. So gab es keinerlei Informa-
tionsverlust bei den technischen, organisatorischen und betriebswirtschaftlichen Absprachen. Letztendlich haben die recht schnell gefundene finale Konzeption, die
abgesprochene Präzisionsarbeit und die zu erwartende Lebensdauer der Maschine den Ausschlag für die Investitionsentscheidung gegeben.“

Für Pama neu entstand eine Dreh- und Fräsmaschine mit einem verfahrbaren Portal für die Vertikalbearbeitung sowie begehbaren X-Achs-Abdeckungen. Zwei hydrostatisch gelagerte DirectDrive-Dreh-tische, eine spezielle, sehr zuverlässig arbeitende Späneentsorgungsanlage sowie eine Einhausung, die nicht nur eine Pendelbearbeitung, sondern auch eine Bearbeitung von extrem langen Bauteilen ermöglicht, runden das Konzept ab.

Raum für große Werkstücke

Entsprechend der zu bearbeitenden Großteile haben die Ständer des Portals einen Abstand von 5600 mm. Das Portal trägt am Querbalken die Traghülse und bietet ihr einen Verfahrweg in Y-Richtung von 5815 mm. Dieser Verfahrweg ist nicht nur für die Bearbeitung der Werkstücke auf den beiden vier Meter im Durchmesser großen Drehtischen notwendig, er dient darüber hinaus zum automatischen Einwechseln der Dreh- und Fräswerkzeuge sowie zum automatischen Wechseln von Fräsköpfen für die 5-Seiten-Bearbeitung. Die Z-Achse (RAM) verfährt 1600 mm. Der maximale Abstand zwischen den Tischoberkanten und der Traghülsen-Stirnseite beträgt 2565 mm. Entsprechend dem Aufbau der Traghülsen der Horizontal Bohr- und Fräsmaschinen von Pama besitzt auch die hydrostatische Bohrspindel der Portalfräsmaschine Modell Vertiram 2000 GT einen Axialverfahrweg von 800 mm.

„Dem Kundenwunsch entsprechend“, erläutert Frank Seifert (Bild 2), Pama-Sales Manager, „lieferte Pama die komplette Maschineneinhausung. Sie ist so gestaltet, dass sie zur Pendelbearbeitung zwei flexible Bearbeitungsbereiche schafft. Zur Bearbeitung von extrem langen Werkstücken wird die Trennwand zur Seite geschoben, damit man das Langteil auf beiden Drehtischen aufspannen kann. Dazu bewegt sich das Portal entlang einer 14 Meter langen X-Achse.“

Präzisionsbearbeitung von Großteilen

Auch bei dieser neuen Maschine bildet ein aus Gusskomponenten gefertigter Maschinenrahmen das Fundament zur Präzisionsbearbeitung. Die zu bearbeitenden Großteile werden mithilfe von Vorrichtungen, die Rile selbst baut, schwingungsarm gespannt. Zur Präzisionszerspanung trägt des Weiteren die kräftige Traghülse mit einem Querschnitt von 500 x 500 mm bei. Sie wird an allen vier Seiten im Spindelkasten hydrostatisch geführt. Zurückgekühltes
Hydrauliköl sorgt für den Wärmeabfluss.

„Entsprechend der neuen Konzeption der Portal-Dreh-und -Fräsmaschine“, erläutert Frank Seifert, „entwickelten die Pama-Ingenieure die patentierte und vielfach bewährte Wärmekompensation der Traghülse weiter. Dazu trägt ein patentiertes System bei, welches die Längenausdehnung von RAM und Bohrspindel überwacht und die Ergebnisse in Echtzeit an die Steuerung weiterleitet. Insgesamt bieten die Maschinen ihren Nutzern Fertigungstoleranzen, wie wir sie von Lehrenbohrwerken kennen.“

Zur zuverlässigen und präzisen Dreh- und Fräsbearbeitung besitzt die Portalmaschine zwei hydrostatisch gelagerte DirectDrive-Drehtische. Jeder der beiden Karusselldrehtische TTH 60 trägt Lasten bis zu 60 t bei maximal 150 U/min. Zur Wärmestabilisierung durchläuft auch dieses Hydrauliköl ein entsprechendes Kühlaggregat.

5-Seiten-Bearbeitung

„Vor jedem Fertigungsauftrag“, erläutert Sebastian Huber, seit 16 Jahren als Maschinenbediener bei Rile tätig, prüfen wir, ob die benötigten Werkzeuge im Speicher sind beziehungsweise komplettieren wir sie. Der Werkzeugspeicher bietet 210 Plätze. Die Fräswerkzeuge spannen wir in HSK-A 100-Werkzeugkegel ein und die Drehwerkzeuge in KM 63-Werkzeughalter. Die HSK-A-100-Kegel besitzen Chips, auf denen sämtliche Daten der Werkzeuge gespeichert sind. Vor dem Einschleusen in den Speicher erfolgt ein Scannen durch ein Balluff-Werkzeugidentifikationssystem, das die Daten ins Steuerungssystem leitet. Über eine Drehschleuse bringt der schienengeführte Werkzeugroboter das Werkzeug an seinen zugeordneten Platz“.

Ein Brückenkran setzt die Werkstücke auf einen der beiden Drehtische ab. Jeder Drehtisch steht für einen eigenen, abgetrennten Arbeitsbereich, der aufgehoben wird, wenn extrem lange Werkstücke zu bearbeiten sind. Nach dem Aufspannen holt sich die Spindel das benötigte Werkzeug aus dem Werkzeugspeicher. Dazu besitzt jeder der beiden Arbeitsbereiche eine Schleusentür, durch die die Traghülse in den Werkzeugspeicher einfährt. Der dort arbeitende Roboter entnimmt der Spindel das aus-
zutauschende Werkzeug und spannt das neue ein. Zur horizontalen Bearbeitung ersetzt der Roboter zunächst das Werkzeug durch einen NC-Fräskopf. Den entnimmt er dem Shuttle-Pick-up, das sich auf den Schienen des Werkzeugroboters bewegt. Anschließend spannt der Roboter das benötigte Werkzeug in den Fräskopf ein.

Zum Lieferumfang gehören zwei vom Hersteller selbst gefertigte Ausdrehköpfe RT 700 beziehungsweise AT/RT 400 und ein NC-Fräskopf Modell TW 130 AV S015.

Produktive Qualitätszerspanung

Neben der hohen Maschinenauslastung durch die Pendelbearbeitung, bei der das hauptzeitparallele Auf- und Abspannen des Werkstücks erfolgt, tragen vor allem der 2600 Nm kräftige DirectDrive-Spindelmotor sowie Eiganggeschwindigkeiten von 30 000 mm/min in den X-, Y-, Z- und V-Achsen bei.

Wie bei Pama üblich, besitzt die Maschine ein Kühlaggregat für die Thermostabilisierung des Hydrostatiköls und des 93 kW Spindelmotors, der die Werkzeuge mit
einer maximalen Spindeldrehzahl von 4000 U/min antreibt. Je nach Fertigungsaufgabe werden auch die Werkzeuge über eine weitere Kühlmittelanlage von innen und außen gekühlt.

Zur produktiven Qualitätsarbeit gehört die sichere Späneabführung schon während der Zerspanung. „Zur Erfüllung dieses Kundenwunsches“, schildert Frank Seifert, „der ja spürbar zur Reduzierung von Stillstandszeiten beiträgt, haben wir intensiv nach Lösungen gesucht und auch eine gefunden. Im Kern haben wir Fliehkräfte genutzt, um die Späne aus dem unmittelbaren Bearbeitungsbereich zu entfernen. Sie fallen am Rand in innovativ gestaltete Schächte, die direkt auf die beiden, unter der Maschine laufenden Späneförderer fallen. Beide Späneförderer führen die Späne zu einem Querförderer, der sie direkt in den Spänebehälter fördert.“

Mit diesem Maschinenkonzept entstand nicht nur eine neue Generation von Maschinen, Pama hat erneut gezeigt, wie man Kundenwünsche innovativ umsetzt.

Rile Production Logistic Technology Group
www.rile-group.com

Pama GmbH
www.pama.de

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