Hochwertige, technische steife Arme bilden die Schlüsselkomponente für parallelkinematische Werkzeugmaschinen (PKM) wie den Icon Tripod 700S. Sie legen die Basis für hohe Steifigkeit und Genauigkeit bei einer sehr hohen Bewegungsdynamik.
Dietmar Bäurer, Geschäftsführer, Icon Industries AG
Die Icon Industries AG, Cham (Schweiz), ist ein 2009 gegründetes Unternehmen, das jedoch auf langjährige Erfahrung im Werkzeugmaschinenbau und speziell in Applikationen von Rundtaktmaschinen zurückgreifen kann. Für Furore sorgte das Unternehmen mit der Entwicklung des Mehrstationen-Bearbeitungszentrums 6-250, das die Performance eines Rundtakters mit der Flexibilität eines mehrspindligen Maschinencenters verbindet und so zu höherer Produktivität und Flexibilität in der Serienfertigung beiträgt. Die Kombination von bis zu acht unterschiedlich konfigurierbaren Bearbeitungseinheiten sowie zwei Beladestationen sorgt nicht zuletzt auch für niedrige Kosten.
Die Icon 6-250 besteht im Kern aus vier Stationen, die jeweils mit einem horizontalen und einem vertikalen Bearbeitungsmodul ausgestattet werden können. Mit einem Gabel- oder Winkelkopf kann jede Einheit vier- beziehungsweise fünfachsig zerspanen. Jede Spindel besitzt ihren eigenen Zwölffach-Werkzeugwechsler, also sind insgesamt 96 Werkzeuge möglich. Einsetzbar sind Werkzeuge mit bis zu 125 mm im Durchmesser und 250 mm in der Länge. Der zentral angeordnete Palettenwechsler verfügt über sechs Positionen, von denen vier dem Bearbeiten der Werkstücke dienen. Die anderen beiden Positionen sind für das Be- und Entladen der Werkstücke an der Front- beziehungsweise der Rückseite der Maschine vorgesehen.
Eine sechsachsige Werkzeugmaschine
Im Sommer 2010 haben sich die Verantwortlichen von Icon Industries zu einem weiteren Projekt entschlossen. Die Entwicklung eines Tripoden als fünfachsige Alternative zu den dreiachsigen Bearbeitungseinheiten sollte die Icon 6-250 noch flexibler machen. Es entstand der Tripod 200S, den das Schweizer Unternehmen in Lizenz des schwedischen Erfinders baut. Das „S“ in der Bezeichnung weist dabei auf die eingesetzte Siemens-Steuerung 840D sl hin.
Aus dieser Idee wurde in der Folge eine eigenständige Werkzeugmaschine: Denn auf Basis der gleichen Parallelkinematik entwickelte Icon Industries die neue Tripod 700 Powerflex Maschine, ein sechsachsiges Stand-alone-Bearbeitungszentrum, das mit unterschiedlichen Bearbeitungstechnologien ausgestattet sein kann.
Brückenmodul sorgt für hohe Steifigkeit
Das neue „Leichtbau“-BAZ Tripod 700 Powerflex besteht aus zwei Teilen: der Tripod-Basismaschine und einem Technologiemodul. In der Basismaschine wurde das große Manko bisheriger parallelkinematischer Maschinen beseitigt: die zu geringe Steifigkeit. So ist der Tripod 700 mit einem speziellen Brückenmodul ausgerüstet, das für zwei Achsen als Aufhängung dient. Auch die dritte Achse ist fest verankert, so dass die Konstruktion komplett ohne Kugelgelenke auskommt und in sich steif ist.
Die Steifigkeit und hohe Dynamik dieser Parallelkinematik, die zudem aus den geringen zu bewegenden Massen resultiert, ist eine Stärke des Maschinenkonzepts. Von Vorteil ist außerdem, dass die Achsantriebe weit weg vom Bearbeitungskopf ans andere Ende der Achsen gesetzt wurden und das System mit Transrollspindeln betrieben wird. So wird der Wärmegang vermieden und eine dauerhaft hohe Genauigkeit erreicht.
Modulares Konzept für vielfältige Einsätze
Während die Basismaschine stets gleich aufgebaut ist, kann sich der Kunde frei entscheiden, ob er als Technologiemodul eine Fräs-, Bohr-, Schleif- oder Lasereinheit haben möchte. Auch andere Verfahren stehen zur Verfügung. Dem Kunden bleibt außerdem die Wahl, ob er einen Rundschalttisch oder einen linear verschiebbaren Maschinentisch möchte.
Zwar war es eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe, die dynamische und kraftvolle Motorspindel sowie den Rundtisch hochpräzise und sechsachsig synchron zu bewegen. Doch das Ergebnis wird hohen Ansprüchen gerecht, so dass sich der Tripod für Einsätze im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrttechnik sowie im Energiesektor anbietet.
An einem Zylinderkopf als Musterwerkstück, das vom Tripod gefräst, gebohrt und gerieben wird, konnte er bereits mehrfach seine Fähigkeiten demonstrieren. Mit diesen tritt er in Konkurrenz zu einfachen Werkzeugmaschinen aber auch zu Gelenkarmrobotern, denen er in Sachen Stabilität und Präzision überlegen ist. Durch seinen leichten Aufbau ist der Tripod flexibel einsetzbar und selbst für Arbeiten an großen Teilen wie zum Beispiel Flugzeug- oder Windradflügeln geeignet. Je nach Anforderung der Bearbeitung kann man die neuen Tripoden einzeln betreiben, in Reihe stellen, kreisförmig anordnen oder auch auf eine zusätzliche lineare Achse setzen.
Je nach Anwendung stattet Icon Industries den Tripod 700 Powerflex mit unterschiedlichen Steuerungen aus. Während für die Applikation als Werkzeugmaschine eine Siemens-CNC 840D sl zum Einsatz kommt, kann der Tripod für Roboter-ähnliche Anwendungen in Kooperation mit Kuka Robotics auch die KR C4-Steuerung erhalten.
Die Highlights des Icon Tripod 700S
- hohe Dynamik
- geringe Masse
- hohe Beschleunigung
- Positioniergenauigkeit
- unbeschränkte Freiheitsgrade
- spielfreie Gelenkelemente (feste, steife Lagerung / keine Kugelgelenke)
- hohe Steifigkeit
- gute Dämpfungseigenschaften
- geringer Platzbedarf
- verschleißarm
- keine thermische Belastung der Messsysteme
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