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Kraftakt gemeistert
20.04.2010
Steuerungstechnik: StarragHeckert setzt bei seinen fünfachsigen Bearbeitungszentren der STC-Baureihe, die vor allem in der Luftfahrt- und Energietechnik zum Einsatz kommen, auf Steuerungen von Fanuc. Durch ihre Aufwärtskompatibilität meistern die Steuerungen den Spagat zwischen bestehenden Prozessen zu neuen 5-Achs-Bearbeitungen.
Mit den Zentren der STC-Baureihe von StarragHeckert lassen sich komplexe Werkstücke aus Aluminium, Stahl, Titan und anderen schwer zerspanbaren Werkstoffen fünfachsig simultan und von fünf Seiten unter beliebigen Winkeln präzise fertigen. Ihre hohe Stabilität, Dynamik, Präzision und Verfügbarkeit prädestiniert sie für die wirtschaftliche Fertigung komplexer Bauteile aus dem Flugzeug- und Triebwerksbau, dem Dampf- und Gasturbinenbau sowie dem allgemeinen Maschinenbau.
Diese Branchen stellen hohe Ansprüche, denen kaum eine Maschine „von der Stange“ gerecht wird. Aus diesem Grund hat StarragHeckert die STC-Maschinen konsequent modular entwickelt und kann sie an unterschiedliche technologische Anforderungen anpassen. Es stehen mehrere Größen (STC 1000, STC 1250 und STC1600) zur Wahl. Das Bearbeitungszentrum hat eine Kreuzbettbauweise mit CNC-Rundtisch für die B-Achse und Schwenkkopf für die A-Achse. Für die fünfachsige Simultanbearbeitung sind die A- und B-Achse interpoliert. Als Variante gibt es eine Ausführung mit Dreh-Schwenk-Tisch (A- und B-Achse).
Individuelle Lösungen
Aufbauend auf diesen Standards ermöglicht das Starrag-Technologieteam zahlreiche individuelle Lösungen. Christian Kircher, Leiter Steuerungstechnik bei StarragHeckert, bestätigt: „Wir verkaufen so gut wie keine STC-Maschine in Standardkonfiguration, sondern gehen immer auf die Anwenderwünsche ein. Das betrifft nicht nur die Mechanik. Auch steuerungstechnisch sind wir flexibel, was wir zum Beispiel bei einem im September 2009 bei Airbus in Betrieb genommenen Fertigungssystem bewiesen haben.“
Der Flugzeugbauer entschied sich für eine Anlage, bei der drei in Reihe angeordnete Bearbeitungszentren STC 1250 
(mit Schwenkkopf) über ein Fastems-Beladesystem verbunden sind. Eine vierte STC ist eingeplant und kann bei Bedarf ergänzt werden. Mit dieser Fertigungslinie sollen vor allem Strukturbauteile aus Titan für die Triebwerksaufhängung, sogenannte Pylonen, produziert werden. Die neue StarragHeckert-Anlage ersetzt ein in die Jahre gekommenes Fertigungssystem eines anderen Anbieters, weshalb sie auf die bestehenden Platzverhältnisse angepasst werden musste. Die Maschinen wurden etwas verkürzt konzipiert und manche Elemente, wie zum Beispiel die Kühlaggregate, auf ein Podest oberhalb des Späneförderers verlagert. „Rein mechanisch ist diese Anlage für unsere Verhältnisse durchaus noch Standard“, sagt Kircher. „Kniffliger wurde es bei der Steuerungstechnik.”
Strenge Vorschriften
Die in der Luftfahrtindustrie geltenden Sicherheitsvorschriften sind streng. Sie lassen in vielen Bereichen ausschließlich Prozesse zu, die in einem aufwändigen Verfahren zertifiziert werden müssen. Das bringt die Produktionsverantwortlichen immer wieder in schwierige Situationen. Einerseits dürfen sie nur zertifizierte Prozesse einsetzen, andererseits wollen sie die Fortschritte in der Fertigungstechnik so früh wie möglich nutzen, um wirtschaftliche Vorteile aus zum Beispiel moderner 5-AchsenBearbeitung zu ziehen. Diesen Spagat galt es auch bei der Pylonenfertigung zu meistern. Das bedeutet: StarragHeckert hatte dafür zu sorgen, dass sich auf den STC-Maschinen zunächst weiterhin die bestehenden NC-Programme verwenden lassen. Gleichzeitig sollte ein fließender Übergang auf neue 5-Achs-Bearbeitungen möglich sein, die Zug um Zug zertifiziert werden.
Die Maschinen der bisherigen Anlage wurden von Fanuc CNC-Steuerungen des Typs 15i gesteuert, die schon seit Jahren nicht mehr im Lieferprogramm sind. Für die STC 1250 wählte StarragHeckert die Fanuc Highend CNC-Steuerung der Serie 31i-A5. Nun ist die Aufwärtskompatibilität bekanntlich eine Stärke der Fanuc-Steuerungen. Doch in diesem Fall wurde das Erfüllen der Kompatibilität zum Kraftakt. Denn bedingt durch den Wechsel auf fünfachsige Maschinen und dem gleichzeitigen Beibehalten des bisherigen zertifizierten Postprozessors, in dem sich einige ganz spezielle Konfigurationen befinden, mussten komplett neue Makros geschrieben werden. Steuerungsfachmann Kircher erklärt: „Das war Teamarbeit vom Feinsten. Wir mussten das Wissen unseres Kunden, der den Postprozessor geschrieben hat, mit dem des Steuerungsherstellers und unserem Maschinen-Know-how verknüpfen, um eine funktionierende Lösung zu finden. Dank der hervorragenden Unterstützung von Seiten Fanucs und im Besonderen seiner 5-Achs-Spezialisten ist uns das gut gelungen. Jetzt kann der Anwender seine alten Programme verwenden und ebenso die neuen 5-AchsFunktionalitäten der Steuerung nutzen.“ Kircher ist überzeugt davon, dass Airbus auf der neuen Anlage bald alle Möglichkeiten moderner 5-Achsen-Bearbeitung ausschöpfen wird. Allein das Bearbeiten in schiefer Arbeitsebene, für das die notwendigen Berechnungen momentan noch offline stattfinden müssen, wird durch die integrierten Steuerungsfunktionen deutlich einfacher und wirtschaftlicher. Diesbezüglich hebt Kircher neben den in die CNC-Steuerung integrierten 3D-Werkzeugkorrekturmöglichkeiten „Tool Center Point Control“ und „Tool Cutting Point Control“ die Funktion 3D-Manual Feed als enorm wichtig hervor. Sie erlaubt den manuellen Rückzug eines Werkzeugs, der zum Beispiel nach einem Bruch notwendig wird – nicht nur in globaler Z-Richtung, sondern auch in Werkzeugrichtung. Als besonders interessant stuft der Leiter Steuerungstechnik die Funktionen in der neuen Fanuc CNC-Steuerung ein, die sich auf den Prozess auswirken, zum Beispiel das Nanosmoothing.
Kircher hat die Zusammenarbeit mit Fanuc überzeugt. Daher steht er voll hinter der vor kurzem gefällten strategischen Entscheidung der Starrag-Geschäftsleitung, Fanuc als zweite Standard-Steuerung im 5Achsen-Bereich anzubieten: „Die duale Steuerungsstrategie ist für uns von großer Bedeutung.”
