Wer die Endura-Baureihe von Fooke kennt, schätzt die hohe Genauigkeit bei gleichzeitig hochdynamischem Zusammenspiel der Achsen.
Die meist als Portalfräsmaschinen ausgeführten Bearbeitungszentren des Herstellers im nordrhein-westfälischen Münsterland kommen unter anderem in der Luft- und Raumfahrt-, der Schienenfahrzeug- und der Automobilindustrie, insbesondere aber auch im Modell- und Prototypenbau sowie im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz. Die Fooke-Maschinen sind je nach Ausführung in der 5-Seiten-Fertigbearbeitung von Werkstücken aus Kunststoffen, Verbundwerkstoffen (CFK, GFK), Modellbaublockmaterialien (Ureol) und Aluminium sowie für die HSC-Bearbeitung von Guss- und Stahlwerkstoffen im Einsatz.
Die Fooke GmbH ist Hersteller von Portalfräsmaschinen, der eigens noch eine sehr hohe Fertigungstiefe hat. Vom Stahlbau über die mechanische Bearbeitung bis hin zur Lackierung werden alle Strukturkomponenten der Portalfräsmaschinen im eigenen Haus gefertigt und montiert. Hierfür verfügt der Maschinenhersteller über einen leistungsfähigen Maschinenpark. Und gerade in der Großteilebearbeitung – bearbeitet werden hier unter anderem ganze Maschinenbetten, aber auch beispielsweise Seitenwände und Führungen – sind die Maschinen im Dauereinsatz. Meist werden Werkstücke aus CO2-Stählen bearbeitet.
Vor kurzem beschafften die Verantwortlichen für die Bearbeitung dieser großen Werkstücke eine neue Maschine – eine UniForce 6 des Aalener Herstellers SHW. Sie ist nicht die erste Maschine von SHW – sie ersetzt vielmehr eine ältere SHW-Maschine, die an der gleichen Stelle stand. "Die ältere Maschine aus dem Jahr 2003 hatte in unserer Fertigung ihr Soll mehr als erfüllt", erinnert sich André Brunsbach, Fertigungsleiter bei Fooke. "Mit dem Anspruch, unsere eigene Fertigungsqualität stetig zu verbessern, standen wir vor der Alternative, in die bestehende Maschine zu investieren, um diese auf den Stand der Technik zu aktualisieren, oder vor dem Invest in eine neue Maschine. Bei einem Umbau der bestehenden Maschine wäre allerdings die Standzeit der Maschine deutlich höher gewesen als die Neuinstallation der UniForce 6. Deshalb entschloss sich die Geschäftsleitung für eine Neumaschine."
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Dass es wieder eine SHW-Maschine wird, stand dabei keineswegs von vornherein fest. Die Verantwortlichen schauten sich auch bei anderen Maschinenherstellern gründlich um und klopften deren Konzepte auf einen möglichen Einsatz im eigenen Haus ab. Teilweise sehr tief stiegen die Maschinenbauer in die technischen Konzepte der relevanten Hersteller ein und untersuchten genau die für sie relevanten Details.
Meine Meinung
Sinnvolle Maschinenabnahme
Das kannten die schwäbischen Werkzeugmaschinenhersteller so vorher nicht: ein Anwender, der bei der Abnahme einer Großmaschine einen volumetrischen Test einforderte. In diesem Fall aber eine sinnvolle Hürde: Die Maschinenbauer in Borken sind schließlich darauf angewiesen, dass die Genauigkeit der Maschine nicht nur im Zentrum des Arbeitsraums passt, sondern auch in den Außenbereichen. Es ist also keine überflüssige "Schikane", einen entsprechenden Test auszuführen, sondern eine Überprüfung von Kriterien, die essenziell sind für die Bearbeitung der Teile des Maschinenherstellers. Wer im Vorfeld seine aktuellen – und künftigen – Werkstücke genau analysiert und danach die Maschinenabnahme und die Testwerkstücke (auch die, die zur Kaufentscheidung "probegefräst" werden) streng nach den tatsächlich relevanten Kriterien auslegt, vermeidet später unangenehme Überraschungen. Ein relativ überschaubarer Aufwand, der sich aber mit Sicherheit auszahlt. Richard Pergler
Letztlich entschied man sich bei Fooke dann doch wieder für eine SHW-Maschine. "Wir haben sehr gute Erfahrungen mit den Mitarbeitern von SHW machen können, die uns sehr partnerschaftlich auch im After-Sales-Service bei unserer alten Maschine auf Augenhöhe begleitet haben. Nicht zuletzt deshalb entschieden wir uns wieder für eine SHW Maschine, da auch das Preis- Leistungs-Verhältnis gegenüber Mitbewerbern unschlagbar war."
Die SHW UniForce 6 ist als Fahrständermaschine robust und stark ausgeführt und besonders für die Großteilbearbeitung geeignet. Sie lässt sich sehr flexibel einsetzen und ist präzise auf langen Fahrwegen, eignet sich auch für den Werkzeugbau und die Einzel- und Kleinserienfertigung im Maschinenbau. Das Maschinenkonzept der Baureihe ermöglicht die Komplettbearbeitung sperriger und komplexer Teile in einer Aufspannung. Die UniForce 6 ist mit einem automatischen Universalfräskopf in orthogonaler Bauweise ausgestattet, der in der Standardausführung bis zu 64 800 programmierbare Kopfstellungen ermöglicht. Optional ist eine Ausführung mit stufenlosen Achsen verfügbar. Die UniForce 6 kann darüber hinaus mit einer Vielzahl von Wechselfräsköpfen bestückt werden. Die Antriebsleistung liegt bei bis zu 63 kW bei einem Drehzahlbereich bis 5000 min-1.
Der Arbeitsbereich fällt angesichts der relativ kompakten Aufstellfläche mit X-, Y-, Z-Verfahrwegen von 12 000 x 4100 x 1600 mm recht großzügig aus – größer als bei der alten Maschine, die nahezu die gleiche Aufstellfläche benötigt hatte. Der Eilgang in der X-Achse liegt bei 36 000, in der Y- und Z-Achse bei maximal 24 000 mm/min, beschleunigt wird mit bis zu 2 m/s². Als Steuerung wurde eine Heidenhain TNC 640 verbaut. Das Werkzeugmagazin fasst bis zu 150 Werkzeuge mit Werkzeugaufnahme SK 50 Big-Plus.
Eine Rolle spielte bei der Entscheidung für die SHW UniForce 6 auch, dass die "Neue" ohne Einschränkungen das bestehende Fundament der bisherigen Maschine nutzen kann – hier konnte viel Zeit und Geld gespart werden. "Ein weiteres Argument war das DuoDrive-Konzept von SHW mit seiner zusätzlichen Klemmung im Kreuzschlitten. Diese Bauweise macht ein Abkippen des Spindelstocks beim parallelen Überfahren des Frästischs unmöglich", erklärt Brunsbach. "Das bedeutet, dass das Werkzeug über die gesamte Länge des Tischs stets planparallel zum Werkstück steht." Darüber hinaus konnte die alte Maschine bei SHW in Zahlung gegeben werden – sie wurde überarbeitet und läuft jetzt bei einem zerspanenden Betrieb in der Türkei.
Auf einen Blick
SHW UniForce
Die SHW UniForce 6 ist eine Fahrständermaschine, die aufgrund ihrer robusten Ausführung insbesondere für große Werkstücke ausgelegt ist. Sie bietet je nach Ausführung ein Arbeitsraumvolumen von bis zu 40 000 x 4100 x 1600 mm. Das Maschinenkonzept ermöglicht die Bearbeitung sperriger und komplexer Werkstücke in einer Aufspannung. Die UniForce 6 ist standardgemäß mit einem automatischen Universalfräskopf in orthogonaler Bauweise ausgestattet, kann jedoch mit einer Vielzahl von Wechsel-Fräsköpfen bestückt und auch mit einem Kopfwechselsystem ausgestattet werden. Dank der Modulbauweise in Verbindung mit Digitalantrieben und vorgespannten Getrieberädern erreicht die UniForce 6 Eilganggeschwindigkeiten bis zu 36 m/min – selbst bei langen Verfahrwegen und ohne Abstriche bei der Genauigkeit.
Der Aufbau der UniForce 6 verlief sehr reibungslos. Bei der Abnahme waren die Maschinenbauer bei Fooke indes kritisch: "Die Anwenderanforderungen an unsere Portalfräsmaschinen unterliegen einer hohen geometrischen Maßgenauigkeit. Zur abschließenden Überprüfung gehört unter anderem auch eine volumetrische Achsvermessung im gesamten Arbeitsraum der Maschine", erklärt Brunsbach.
"Dieses haben wir auch an unserer neuen SHW Maschine im gesamten Arbeitsraum von 12 000 x 4100 mm x 1600 mm ausgeführt, wobei wir einen unkompensierten Toleranzbereich von ± 0,03 mm zugestanden haben."
Schließlich werden auf der Maschine bei Fooke auch große Teile bearbeitet – da ist es sehr wichtig, dass die Maschine ihre Genauigkeit eben nicht nur im Zentrum des Arbeitsraums halten kann, sondern auch in der sprichwörtlichen "letzten Ecke".
Das Ergebnis dieses Tests: "Mit Bravour bestanden", bestätigt Brunsbach. "Das abgelieferte Messergebnis Seitens SHW war im Toleranzbereich", bestätigt Brunsbach. "Die Maschine war an keinem Messpunkt außerhalb des geforderten Toleranzbereichs. Das ist sehr beachtlich."
"Die hohe geometrische Maßgenauigkeit unserer Portalfräsmaschinen prüfen wir unter anderem mit einer volumetrischen Achsvermessung im gesamten Arbeitsraum. Diese volumetrische Vermessung haben wir auch an unserer neuen SHW-Maschine ausgeführt." André Brunsbach, Fertigungsleiter bei Fooke (Bild: Fooke)
Die Inbetriebnahme der Maschine konnte somit plangemäß und termingerecht stattfinden. Im Anschluss daran wurde das Bedienerpersonal geschult, und somit konnte die Produktion auf der neuen SHW-Maschine wieder fortgeführt werden.
"Die Zusammenarbeit mit den Experten von SHW läuft Hand in Hand und sehr lösungsorientiert", bestätigt Brunsbach. "Mit SHW haben wir einen Partner, der unsere Werte teilt und auf den wir uns auch verlassen können." vg
Im Profil
Fooke GmbH
Die Fooke GmbH ist ein mittelständisches Familienunternehmen mit Sitz in Borken im westlichen Münsterland, das im Jahr 1904 gegründet und heute in 4. Generation geführt wird. Seit mehr als 30 Jahren stellt Fooke große und sehr große 5-Achs-Fräsmaschinen her. Diese Werkzeugmaschinen werden in vielen Fällen als Portalfräsmaschinen in unterschiedlichen Bauformen eingesetzt. Anspruchsvolle Anwender aus unterschiedlichen Industriebereichen setzen auf die bewährten und leistungsstarken Endura- Maschinen von Fooke. Sie finden unter anderem Verwendung in der Luft- und Raumfahrt-, der Schienenfahrzeug- und der Automobilindustrie, insbesondere auch im Modell- und Prototypenbau sowie im Werkzeug- und Formenbau. Zur Kernkompetenz von Fooke gehört das durchgängige Engineering. Als klassische Maschinenfabrik hat das Unternehmen eine sehr hohe Fertigungstiefe. So werden die Strukturkomponenten komplett selbst hergestellt, auch die mechanische Fertigung ist im eigenen Haus.
