Mit dem Handlingsystem ›HS flex heavy‹ setzt die Hermle AG ihr fast 20-jähriges Engagement in der Automatisierung ihrer Bearbeitungszentren fort. Das leistungsfähige, kompakte und auch im Preis äußerst attraktive Automationstool spricht auch Werkzeug- und Formenbauer an.

Bewegt bis zu 1200 kg Gewicht: Handlingsystem HS flex heavy mit zwei Speichermodulen, adaptiert an ein 5-Achs-BAZ C 650

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Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

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5-Achs-Simultanbearbeitung

Fertigungsautomation

Prozessautomation

1200 kg sind kein Problem

Bei Aesculap in Tuttlingen, einem der weltweit führenden Medizintechnik-Hersteller, liegt die Messlatte in Bezug auf Verfügbarkeit, Wiederholgenauigkeit, Prozesssicherheit und nicht zuletzt Produktivität der eingesetzten Werkzeugmaschinen sehr hoch. Ein automatisiertes Horizontal-BAZ von Grob konnte unter anderem im Umfeld der Prothesenherstellung nachhaltig überzeugen.

Automation des 5-Achs-BAZ G350 von Grob im Werkzeug- und Prototypenbau von Aesculap in Tuttlingen: bestehend aus Fanuc-Knickarm-Roboter mit Schraubstockgreifer sowie der Lang-‘Robo Trex’-Automation mit zwei Automationswagen und je 30 5-Achs-Spannern

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Roboter für Werkzeugmaschinen

Handling, Handhabungstechnik

Horizontale Bearbeitungszentren

Medizintechnische Apparate und Materialien

Elektrotechnik, Elektronik

Werkzeug- und Prototypenbau von Aesculap setzt auf BAZ von Grob

Ein Hersteller hat eine interessante Auswahl an Maschinenkonzepten für unterschiedliche Produktionsanforderungen. Dabei erhöhen diverse Fräsköpfe und Elektrospindeln die Vielseitigkeit der Barbeitung. 

Hochleistungs-Multifunktionsbearbeitungszentren 

Hoher Abtrag garantiert 

Komplexer Werkzeugbau ist an einem Hochtechnologiestandort wie Deutschland gefragt. Wer hier Erfolg haben will, kommt ohne simultane Fünf-Achs-Bearbeitung und raffinierte CNC-Steuerung nicht mehr aus. 

Simultan-Bearbeitung im Werkzeugbau 

Erfolgsbasis Fünf-Achs-Zentrum 

Neue Maßstäbe in der physikalischen Auslegung sind nur eine Seite der Medaille bei Bearbeitungszentren, die fünfachsige Simultanbearbeitung die andere. Innovationen müssen das und mehr berücksichtigen. 

Sinnvolle Strategien und Konstruktionen und nicht nur Leistung 

Produktivität hat Priorität 

Die Firma Grob ist mit einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit horizontaler Spindel für alle Anwendungen in der Zerspanung auf dem Markt. Darüber hinaus ergänzen die Grob-Universalmaschinen mit den Baugrößen G350, G550 und G750 immer weiter den Baukasten der G-Baureihe und eröffnen ein größeres Anwendungsspektrum. Mittlerweile können die Anwender mit einer T-Option in allen Maschinengrößen neben der 5-Achs-Fräsbearbeitung auch die Drehbearbeitung in den Prozess integrieren. 

Baukasten erweitert 

5-Achs-Bearbeitungszentrum G550 New 

Handtmann präsentiert auf der AMB sein erstes Bearbeitungszentrum mit Drehfunktion. Dadurch erweitert sich das breite Anwendungsspektrum der HBZ-Trunnion-Baureihe weiter. 

5-Achs-Horizontal-Bearbeitungszentren 

Jetzt auch zum Drehen 

Ein Werkzeugmagazin, in dem man stehen kann, eine präzise 5-Achs-Bearbeitung und Automatisierungsmöglichkeiten waren für Formentechnik Bayreuth der Grund, in eine Versa von Fehlmann zu investieren. 

5-Achs-Bearbeitungszentrum 

Produktion und Präzision 

Der Makino-Neuzugang T1 ist für ein breites Anwendungsspektrum ausgelegt. Von der Schrupp- bis hin zur Schlichtbearbeitung können sowohl Titan als auch Aluminium zerspant werden. 

Horizontales Bearbeitungszentrum für die Grossteilbearbeitung 

Multitalent 

Kupron produziert Prototypenwerkzeuge für Stoßfänger oder Kotflügel in gerade mal zehn Wochen. Für die Zerspanung der Aluminiumformen nutzt das Unternehmen 5-Achs-Maschinen von Matec. 

Rapid Tooling 

Turbo-Produktion 

XXL-Modelle für Gussteile bis 320 Tonnen entstehen in der Duisburger Modellfabrik. Anforderungen an Qualität und Genauigkeit erfordern die Produktion auf 5-Achs-Fräsmaschinen – programmiert mit Work NC. 

CAD/CAM-System Hat Grosse Giessereimodelle im Griff 

CAD Werkzeug-, Formenbau

Effizient fräsen 

Hoch automatisiertes Kontur-, Simultan- und Komplettfräsen steht bei der Meissner AG auf dem Programm. Dazu werden gleich drei 5-Achs-CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren C 60 U von Hermle eingesetzt. 

5-Achsige Grossteile-Komplettbearbeitung 

Trio Maximale 

Der Modell- und Werkzeugbau Canto war auf der Suche nach einem Portal-Fräszentrum, das von Ureol bis Stahl hochpräzise Ergebnisse liefert. Bei Parpas wurde er fündig. Die RollerHigh-Speed-Fräsmaschine arbeitet heute in Lüdenscheid durchgehend 5-achsig. 

5-Achs-Fräszentrum für den Modell- und Formenbau 

Fräsmaschinen

Portalfräsmaschine

Eine Roller für alle Fälle  

Zur Intec 2015 präsentiert die Fehlmann AG ihre neueste Version des Bearbeitungszentrums ›Picomax 95‹, ausgerüstet mit der Automationslösung ›Erowa Robot Compact‹. Ebenfalls zu erleben ist die Fräsmaschine ›Picomax 56 TOP‹, die jetzt auch mit einem auf 800 mm verlängerten X-Verfahrweg erhältlich ist. 

Fehlmann: Automationslösung mit ›Picomax 95‹ 

Jetzt auf 800 mm verlängerter X-Verfahrweg 

Die ›MX-850‹ aus der MX-Reihe ist der Einstieg in die Matsuura-Fünf-Achsen-Bearbeitung. Ausgestattet mit einem integrierten Dreh-/Schwenktisch bearbeitet die Vertikalmaschine Werkstücke bis zu einem Durchmesser von maximal Ø 850 x H 450 mm und einem Gewicht von bis zu 500 kg. 

Matsuura: Bearbeitungszentrum ›MX-850‹ 

Vertikale Bearbeitungszentren

Einstieg in die Fünf-Achs-Welt 

Große Teile bei Losgröße 1 automatisiert bearbeiten? Das geht. Der Fischer Werkzeugbau aus dem sächsischen Geringswalde fertigt Grundplatten für sehr große Werkzeuge automatisiert auf dem Bearbeitungszentrum Mikron HPM 1850U von GF Machining Solutions.

Die Fischer GmbH blickt wie viele ostdeutsche Betriebe auf eine bewegte deutsch-deutsche Geschichte zurück. Zu DDR-Zeiten fertigte der damalige metallverarbeitende Betrieb Holzbearbeitungswerkzeuge, technische Messer und  Sägeketten für Kettensägen. Nach der Wende war das Unternehmen im Vergleich zu jenen aus Westdeutschland als Ganzes nicht konkurrenzfähig. Im Rahmen eines Management-Buyouts überführte Gründer Hartmut Fischer den Werkzeugbau in ein eigenständiges  Unternehmen: „Unser Glück war damals, dass wir eine nagelneue Drahterosionsmaschine hatten – von der Firma Agie aus der Schweiz, heute GF Machining  Solutions. Die Leute im Westen waren ganz überrascht, dass bei uns eine so hochwertige Maschine stand.“ Auf diese Weise gelang es, Kunden im Westen zu finden. „Von da an sind wir gewachsen“, so der Firmenchef weiter. „Wir bekamen mehr und mehr Kunden und übernahmen komplexere Aufgaben. Und auch heute setzen wir immer noch auf Draht- und Senkerosionsmaschinen von GF – aufgrund ihrer Präzision und Zuverlässigkeit“. Heute hat der Fischer Werkzeugbau über 80 Mitarbeiter und fertigt Spritzgusswerkzeuge und Stanzwerkzeuge. Kunden, die zu Fischer mit den CAD-Daten eines Bauteils kommen, erhalten nach nur wenigen Tagen ein Angebot und etwa acht bis zehn Wochen später kann das Werkzeug fertig sein.

„Wir sind mit interner Konstruktion, Fertigung und Testmöglichkeiten praktisch komplett vertikal integriert – und das ist schon eine Besonderheit“, erklärt Silvia Fischer, Geschäftsführerin bei der Fischer GmbH. „Unser Prozess ist von der Konstruktion bis zur CAM-Programmierung in Siemens NX abgebildet, was sehr effizient ist: Wir konstruieren, fertigen und testen das Werkzeug innerhalb weniger Wochen. In allen diesen Bereichen sind wir sehr gut ausgestattet: sowohl personell mit acht eigenen Konstrukteuren, sowie auf Maschinenseite z.B. mit einer eigenen 4000 kN Produktionspresse von PME.“

Prozessautomation ist keine Frage der Losgröße

„Nur wenn Späne fallen, wird auch Geld verdient“, erklärt Hartmut Fischer. „Deshalb sind wir auf die Mikron HPM 1850U umgestiegen. Neben der Möglichkeit des Fünf-Achs-Simultanfräsens bietet die Maschine einen weiteren, entscheidenden Nutzen. Während wir bereits weite Teile unserer anderen Fräsprozesse automatisiert haben, hielten uns die Größe und das Gewicht der Grundplatten davon ab, auch in diesem Bereich zu automatisieren. Das ist nun anders: Die HPM  erlaubt uns, Werkstücke bis 1250 x 1000 mm auf drei Wechselpaletten einzuspannen.“ Zwischen diesen kann die Maschine vollautomatisch wechseln.  Dadurch ergeben sich diverse Vorteile: Zum einen läuft das Aufspannen und Entladen hauptzeitparallel– die Maschine fräst, während ein Mitarbeiter die Paletten bestückt. Des Weiteren ermöglicht sie mannlose Schichten. Bei Fischer gibt es einen Dreischichtbetrieb mit einer reduzierten Nachtschicht. Durch die Automation bleibt die volle Produktivität auch nachts und teilweise am Wochenende erhalten. Hartmut Fischer ist sich sicher: „Die Zeitersparnis beim Umrüsten, die mannlosen Schichten – das alles zahlt sich aus, auch bei Losgröße 1.“

Die Maschinenentwickler hatten den mannlosen Betrieb im Blick

„Die Mikron HPM 1850U wurde durch und durch als automatisierte Maschine konzipiert“, erklärt GF-Verkaufsingenieur Frank Seifert. „Das wird schon am Werkzeugmagazin deutlich. Oft benötigen  unterschiedliche Werkstücke auf den  Paletten auch unterschiedliche Werkzeuge. Damit diese und eventuell nötige Schwesterwerkzeuge auch automatisiert zugeführt werden können, bedarf es Platz. Die Mikron HPM 1850U verfügt über ein Werkzeugmagazin mit 238 Plätzen. So kann Fischer wirklich alle Kombinationen an Teilen automatisiert fertigen.“

Die Mikron HPM 1850U ist auch per Kran optimal zugänglich. Dadurch sind alle Paletten jederzeit für schwere Werkstücke erreichbar. Der Fokus lag aber auch auf dem Bediener: Auf Treppen oder Gitterroste wurde genauso verzichtet wie auf hohe Podeste. Die Paletten in den zwei Rüstplätzen können hydraulisch auf eine angenehme Arbeitshöhe abgesenkt und um 360 Grad gedreht werden. Die Hub- und Absenkbewegungen der Paletten sind dabei sehr gut gedämpft und stören nicht beim Fräsen.

Ein gusseiserner Rahmen ersetzt das Beton-Fundament

Eine Besonderheit der Mikron HPM 1850U ist ihre Konstruktion. Statt auf einem Betonbett, das vor Ort gegossen wurde, steht ihr einteiliger gusseiserner Rahmen auf drei Füßen. Die Wirkung ist wie bei einem dreibeinigen Stativ: Der Rahmen kippelt nicht. Die Maschine hat von sich aus eine hohe Steifigkeit – und nicht durch das Fundament.

„Für uns war es eine Erleichterung, dass für die Mikron kein eigenes Fundament gebaut werden musste. Durch die Rahmenkonstruktion bleibt uns vieles  erspart: der Lärm, die Verschmutzung, die permanente Kommunikation mit den Handwerkern,“ so Hartmut Fischer.

Für hohe Genauigkeit ließen sich die Konstrukteure viel einfallen

Die Blechteile, die mit den Werkzeugen von Fischer geformt werden, haben bei sehr komplexen Konturen hohe Genauigkeitsanforderungen. Da sie im Werkzeug über mehrere Stufen laufen, erhöht sich die erforderliche Maßgenauigkeit erheblich. Die Toleranzkette beginnt in der Grundplatte. Damit sie exakt herzustellen ist, benötigt man eine entsprechende Maschine. „Die CNC Fräsmaschine HPM 1850U konnte unsere qualitativen Erwartungen im Plattenbereich über 1000mm vollständig erfüllen“, freut sich Fischer. Frank Seifert erklärt dazu: „Eine sehr  genaue Maschine ist zunächst einmal steif ausgeführt. Denn im Fräsprozess muss man vor allem Dehnungen und Verwindungen eliminieren.“ Diese treten in Folge von mechanischen Belastungen sowie durch thermische Einflüsse in jeder Bearbeitungsmaschine auf. Das Problem dabei: Wie weit sich ein Körper ausdehnt, hängt maßgeblich von seiner Größe und Form ab. Die Konstrukteure von GF Machining Solution haben mit einem durchdachten Maschinenkonzept einen äußerst steifen, verwindungsarmen Maschinenaufbau realisiert.

GF Machining Solutions begegnet dieser Herausforderung unter anderem mit einem Maschinenbett aus einem Stück. Zwei Ebenen und ein Führungsabstand über 800 mm in der X-Achse garantieren Torsionssteifigkeit und Stabilität beim Schruppen. Das spielt besonders dann eine Rolle, wenn schwere Werkstücke nicht zentrisch auf den Rundtisch aufgespannt werden können, und dieser gedreht wird. Der symmetrische Aufbau und eine mantelgekühlte Spindel sorgen dafür, dass keine thermisch bedingten Ungenauigkeiten entstehen. Die Dehnungen haben so fast keinen Einfluss auf die Position des Werkzeugs in den X- und Y-Achsen.  Und in der Z-Achse werden sie durch die konstante Temperatur unterdrückt.

Eine weitere Maßnahme sind besonders genau gefertigte Lager in den  Achsen. Das erlaubt die Anordnung als Fest-fest-Lager im Gegensatz zu einem Fest-los-Lager. Die Vorspannung löst diese Überbestimmung auf, was wiederum die Steifigkeit erhöht. So wird trotz der Größe der Maschine eine Wiederholpräzision von 6 μm X, 5 μm Y und 4 μm Z erreicht. Ein positiver Nebeneffekt der erhöhten Steifigkeit sind die optimalen Schnittwerte der Werkzeuge.

GF Machining Solutions GmbH  

https://www.gfms.com

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Auf einen Streich: <a ext="tango:{79F918AA-AD65-423F-841F-63F0C060C485}">Tieflochbohren und Fräsen auf einem 5-Achs-BAZ</a></li><li>Im gründen Bereich: <a ext="tango:{950D033A-E911-4D4C-A04E-5027BC26DABD}">Auf dem Weg zur durchgängigen digitalen Produktion</a></li><li>Chancenreich: <a ext="tango:{66CC1210-A61F-48D8-9A3D-FE3394B62EE5}">Leitfaden für die digitale Transformation im Werkzeugbau</a></li></ul>

Ausgabe-2020-04

Auch seitlich optimal zugänglich: Die Schwenkachse der Mikron HPM 1850U macht´s möglich.

Hauptzeitparalleles Rüsten: Ein Mitarbeiter schwenkt per Kran die Grundplatte auf eine Wechselpalette, während die Mikron HPM 1850U weiterarbeitet.

Tüftelten an der optimalen Konfiguration: Frank Seifert, Silvia Fischer und Hartmut Fischer vor der Mikron HPM 1850U (v. l.)

Positioniergenauigkeit unter 10 μm: Das schafft die Mikron HPM 1850U bei einem hohen Verfahrbereich, 360° im Rundtisch und einen Schwenkbereich von –20° bis +120°.

GF+Fischer - Hauptartikel

<a href="http://www.fischer-wzb.de">www.fischer-wzb.de</a>

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