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Ein Zentrum für alles

16.06.2009

Maschinenbau: In der „Mittelteilefertigung” bei Voith Paper in Heidenheim entstehen Komponenten für nahezu alle Bereiche des Konzerns. Um Drehen, Fräsen und Bohren in einer Aufspannung zu ermöglichen, setzen die Verantwortlichen auf das Dreh-Fräszentrum Unicom 6000 des niederländischen Herstellers Unisign.

voith1Auf den Maschinen der mechanischen Fertigung bei Voith Paper in Heidenheim entstehen Werkstücke für die unterschiedlichsten Bereiche des Konzerns – ob Teile für Papiermaschinen, Komponenten für die Antriebstechnik oder Teile für den Voith Schneider-Propeller in einem Schiffsantrieb. Dabei deckt die „Mittelteilefertigung” die Werkstückdurchmesser von 500 bis 2500mm ab. Die Losgrößen liegen in der Regel zwischen 1 und 20.
Gedreht wurde bis vor wenigen Jahren klassisch auf großen Karusselldrehmaschinen, zum Bohren und Fräsen wurden die Werkstücke dann auf Großbearbeitungszentren und Bohrwerke gebracht. „Als wir vor vier Jahren daran gingen, Ersatz für einige ältere Maschinen zu suchen, lag der Gedanke nahe, die Arbeitsgänge Drehen – Fräsen – Bohren auf nur einer Maschine zu vereinen”, erklärt Richard Schmidt, Projektingenieur in der mechanischen Fertigung. „Unser Ziel war, möglichst alles in einer einzigen Aufspannung fertigzubearbeiten. Wir versprachen uns davon, die jeweils geforderte Genauigkeit mit weit weniger Aufwand zu erreichen.” In der Regel sind Rundlaufgenauigkeiten von einem Hundertstel gefordert, beim Bohren und Fräsen sind auf 1m Abweichungen unter zwei Hundertstel noch in der Toleranz.

Meine Meinung

Noch dominieren im Bereich der mittleren und größeren Werkstücke in vielen Unternehmen die jahrzehntealten, steuerungstechnisch doch sehr puristisch ausgestatteten Boliden – Maschinen, die indes oft auch heute noch benötigt werden. Ihr Manko: Die Zahl der erfahrenen Mitarbeiter, die mit ihnen so umgehen können, dass sie damit ihren Kollegen an CNC-Maschinen noch Paroli bieten, nimmt rapide ab. Und damit neigt sich auch die Zeit dieser Dinosaurier ihrem Ende zu. Möglichst alles in einer Aufspannung – was längst für kleinere Teile gilt, wird auch im Bereich größerer Werkstücke immer interessanter. Und hier sind Konzepte wie das der Unicom-Baureihe – abhängig vom Teilespektrum – in vielen Fällen sicher eine interessante Alternative zur klassischen „eindimensionalen” Maschine.
Richard Pergler, Redaktion fertigung

Eher per Zufall stießen die Verantwortlichen bei einer Internetrecherche auf den niederländischen Hersteller Unisign. „Dann ging alles sehr schnell”, erklärt Schmidt. Das Angebot war in kürzester Zeit da, und Schmidt fuhr mit einem kleinen Expertenteam nach Holland, um sich mit einer Probebearbeitung vor Ort von der Leistungsfähigkeit der Maschine zu überzeugen.
Insbesondere die Stabilität und Steifigkeit des Maschinenkonzepts konnte überzeugen – angesichts der Schwerzerspanung in Heidenheim ein sehr wichtiger Aspekt. „Wir fertigen in Heidenheim in der Regel mit SK50 – das erschien aber angesichts der Kombination aus Drehen, Fräsen und Bohren nicht mehr sinnvoll”, erklärt Richard Schmidt. „So sollte die Unisign unsere erste Maschine mit HSK100-Schnittstelle werden.”
Die Maschine, eine der ersten der neuen Baureihe Unicom 6000, war sofort lieferbar – ein Glücksfall. „Unisign musste nur noch warten, bis wir das Fundament gegossen hatten – schließlich sollte die Maschine Werkstücke bis 3 t bearbeiten”, erläutert Schmidt. „Die Holländer reagierten sehr schnell auf unsere Anforderungen. Insbesondere wollten wir ein spezielles Palettensys­tem, das an unsere Bedürfnisse angepasst ist, und einen Dreifach-Palettenwechsler.” Bei Unisign wird jede Maschine exakt auf die Wünsche und Anforderungen des Anwenders abgestimmt – so sind die Lieferfristen, die im Normalfall rund 12Monate betragen, erklärbar.
Die Karusselldrehstation der Unicom6000 mit doppelt ausgeführtem Hauptantrieb stellt ein maximales Drehmoment von 25000Nm zur Verfügung, die maximale Drehzahl liegt bei 450 min-1. Die Bohr- und Frässpindel des Bearbeitungszentrums liefert Drehzahlen bis 6000  min-1 und ein Drehmoment von bis zu 720 Nm.
Die Unicom6000 verfügt über eine 50-bar-Kühlschmierstoffanlage. Bearbeitet werden auf der neuen Maschine höchst unterschiedliche Materialien – neben rostfreien Edelstählen auch Guss, Aluminium oder sogar Kunststoff, nass wie auch trocken. Großzügig dimensionierte Späneförderer und der systembedingt sehr gute Spänefall sorgen für einen freien Arbeitsraum.

Schnelle Kopfarbeit
Neben dem Drehkopf und dem Universalkopf zum Fräsen ist bei Voith unter anderem auch ein Winkelkopf im Magazin. „Wenn es darum geht, seitliche Bohrungen einzubringen oder zu fräsen und mit hohen Vorschüben ins Material zu gehen, ist ein Kopf mit fester Win-keleinstellung einfach robuster”, erläutert Schmidt. „Den empfindlicheren Universalkopf reservieren wir für Bearbeitungen, in denen er seine Flexibilität auch ausspielen kann.” Die Köpfe lassen sich schnell und unkompliziert automatisch einwechseln – dank ihrer ausgefeilten Schnittstellen mit allen relevanten Signal- und Mediendurchführungen.
Sehr zufrieden ist Schmidt mit dem Service von Unisign. „Die Maschine verfügt über die Möglichkeit der Ferndiagnose – so lassen sich Probleme oft schon im Ansatz aus dem Weg räumen, insbesondere im Zusammenspiel mit den Technikern der für die Wartung unserer Maschinen zuständigen Voith-Tochter”, erklärt der Projektingenieur. „Auch das war für uns eine Premiere – das Konzept hat uns überzeugt. Und auch sonst ist der Service von Unisign sehr gut.”
Ihre Stärken spielt die Unicom 6000 insbesondere bei Werkstücken aus, die einen hohen Anteil an Drehoperationen erfordern und dann mit einigen wenigen Fräs- und Bohroperationen fertig zu bearbeiten sind. „Hier erreichen wir deutliche Einsparungen, auch wenn das Rüsten für Drehen, Fräsen und Bohren in einer Aufspannung aufgrund der Fliehkräfte beim Drehen eine ganz eigene Herausforderung darstellt und auch deutlich aufwändiger ist als das Rüsten für nur eine Bearbeitungsart”, erläutert Richard Schmidt die Vorteile des Maschinenkonzepts. „Weitere Einsparungen ergeben sich aus kürzeren Durchlaufzeiten, da Liegezeiten zwischen den einzelnen Bearbeitungsarten wegfallen. Bei bestimmten Teilen haben wir die Bearbeitung so von vorher einer Woche auf jetzt einen Tag verkürzen können.”
Auch in der Genauigkeit bietet die Maschine Vorteile gegenüber der Bearbeitung in mehreren Aufspannungen, da Fehler beim Umspannen nicht auftreten können. Bei der Drehbearbeitung kann die Unicom 6000 zudem mit einem Taster punkten, der nicht über den Werkzeughalter eingewechselt wird, sondern parallel zum Bearbeitungskopf ausgefahren werden kann. So bleibt das Werkzeug aufgespannt und kann ohne die Gefahr einer beim Werkzeugwechsel entstehenden Ungenauigkeit sofort die erforderlichen Korrekturen am Werkstück vornehmen.

Gut aufgestellt
Nachdem sich die erste Unisign-Maschine drei Jahre lang im harten Produktionsalltag bewährt hatte, beschafften die Verantwortlichen bei Voith im voith2vergangenen Jahr eine zweite Unicom6000: „Diesmal ließen wir jedoch das Palettensystem samt Lader mit einem Schwerlastpaket nochmals deutlich stabiler auslegen, auch die Beschleunigungs- und Bremsphasen am Bearbeitungszentrum wurden entsprechend angepasst – so können wir jetzt Werkstücke bis 6t auf der neuen Maschine bearbeiten”, erläutert Schmidt. „Wir sind sehr zufrieden mit den Maschinen. Sie sorgen dafür, dass wir rationell und effizient fertigen können.”Rw