Innovationen steigern den Markterfolg

Die Werkzeugmaschinenhersteller erweitern ihr Portfolio durch Produkte direkt auf den Kundenbedarf abgestimmt, die Werkzeug- und Spanntechnologie punktet mit verbesserten Schneidstoffen/-geometrien und mit KI-Einsatz bei der Auslegung. Die Performance im Fertigungsprozess selbst wird durch Algorithmen bei der Generierung und im Einsatz von Automatismen gesteigert.

Zahlreiche Premieren in Stuttgart

Evident war, dass die Werkzeugmaschinenhersteller ihr Portfolio konsequent erweitern, um Kundenbedarfe zu erfüllen und um im Markt ein breit gefächertes Angebot zu haben.

Große Bauteile für die Automobilindustrie

Das Mindelheimer Unternehmen Grob hat dazu ein besonderes Highlight vorgestellt: Die Einführung der Maschine G920F5 für die Mega- und Gigabearbeitung von großen Automobilteilen. Auf der Messe wurde die Bearbeitung eines Giga-Casting-Bauteils – große Bauteile für die Automobilindustrie – gezeigt. Diese Bauteile stellen hohe Anforderungen an die Maschine. Die G920F5 ist dafür besonders geeignet. Sie bietet dank ihrer modularen Bauweise und vielfältigen Automatisierungsmöglichkeiten eine hohe Flexibilität. Von Rahmenstrukturbauteilen bis hin zu Batteriegehäusen ermöglicht sie eine effiziente und ressourcenschonende Produktion.

Neben der G920F5 bietet Grob auch weitere Maschinen der G900-Serie an, darunter die G920X für die Bearbeitung von Strangpressprofilen und die G920F4 für die Komplettbearbeitung von Batteriegehäusen. Alle Maschinen der Serie sind auf höchste Leistung und Präzision ausgelegt und bieten Lösungen für die wachsenden Herausforderungen in der Automobilindustrie.

Kürzere Zykluszeiten und höhere Produktivität

Mit der Markteinführung der neuen HQR-NEO-Serie stellte Yamazaki Mazak die neueste Modellreihe an Produktionsdrehzentren vor. Der zusätzliche dritte Revolver verkürzt die Zykluszeit noch einmal um etwa 25 Prozent – im Vergleich zur Herstellung an einer Maschine mit zwei Revolvern – und erbringt damit eine höhere Produktivität.

Die beiden neuen Maschinen HQR-200/3 NEO und HQR-250/3 NEO werden über die neue dreikanalige CNC-Steuerung Mazatrol SmoothG3 gesteuert, die mit einer Vielzahl an innovativen Funktionen zur Vereinfachung der Programmierung, Maschineneinrichtung und -austestung aufwartet. Die mehrkanalige Ausführung hilft den Bedienern intuitiv dabei, die Programmierung zu optimieren, unnötige Werkzeugwechsel zu vermeiden, die Bearbeitungszeiten an den verschiedenen Revolvern auszugleichen und Kollisionen zu vermeiden.

Als Ergänzung zur Standardauslegung mit einem Stangendurchlass von Ø 65 Millimeter und Ø 80 Millimeter wird die HQR-200/3 NEO auch mit einer optional auf Ø 112 Millimeter erweiterten Spindelbohrung zur Bearbeitung von Stangenmaterial bis zu einem Durchmesser von 102 Millimeter angeboten. Als Alleinstellungsmerkmal für Mazak vereinfacht diese optional erweiterbare Spindelbohrung die Bearbeitung prismatischer Teile aus einer Stange, und das an einer Drehmaschine. Die Automatisierungskomponenten wurden erweitert, was etwa zu 20 Prozent Zeiteinsparung zu Vorgängermaschinen führt.

Grundvoraussetzung für die Automatisierung

Bei DN Solutions stand im Mittelpunkt die Markteinführung eines Dreh-Fräszentrums, der DNX 2100, das die Lücke zwischen der Universaldrehmaschine und der Dreh-Fräsmaschine schließen soll. Mit der 4+1-Achs-Maschine möchte DN Solutions Unternehmen ansprechen, die den Schritt von der universellen Revolverdrehbearbeitung hin zu High-End-Dreh-Fräsmaschinen angehen wollen.

Die DNX bringt im Vergleich zur Revolvermaschine vor allem erhöhte Flexibilität. So kann das BAZ mit der Kombination der Funktionen Drehen, Fräsen und Messen ein Bauteil komplett in einer 5-Seiten-Bearbeitung fertigen. Die leistungsstarke Dreh-Frässpindel mit 12.000 U/min und einer Indexiergenauigkeit von 0,0001 Millimeter ist flexibel einsetzbar. Durch das Kettenwerkzeugmagazin mit 60 Werkzeugen entfallen höhere Rüstzeiten, in Verbindung mit der In-Prozessmessung wird die Prozessstabilität erhöht und eine Grundvoraussetzung für die Automatisierung geschaffen.

Innovative Werkzeugtechnologien

Der kostenoptimale und fertigungsgerechte Einsatz eines Werkzeugs im Prozess generiert beim Anwender den höchsten Mehrwert. Das zeigt sich auch bei der Weiterentwicklung zu höheren Standzeiten, Verringerung von Werkzeugwechselzeiten und auch bei der Steigerung der Nachhaltigkeit in den Fertigungsprozessen.

Dies zeigt sich bei der von Mapal neu vorgestellten, zum Patent angemeldete, bajonettähnliche Trennstelle für Wechselkopffrässysteme. Anwender profitieren von sehr einfachem Handling, steifer Verbindung und optimaler Kühlung. Der Werkzeughersteller spart dazu an der Trennstelle Hartmetall ein und schont so Ressourcen.

Das Funktionsprinzip ist einfach, der Wechselkopf wird eingesetzt, um 90° gedreht und ist dann schon arretiert. Durch die große Zylinderplananlage erreicht das Bajonett-System eine hohe Steifigkeit, mit einem symmetrischen Einzug und guter Kräfteverteilung. Mit dem neuen Kranz an Kühlmittelbohrungen erhöht sich Kühlmittelvolumen auf die Schneide und erhöht damit die Lebensdauer der Werkzeuge und die Bearbeitungsqualität. Der Entfall des zentralen Kühlkanals erhöht die Steifigkeit des Systems um 10 bis 15 Prozent.

Mit der Bajonett-Trennstelle spart Mapal im Vergleich zu bisherigen Trennstellen rund 70 Prozent Material ein, was mehr Nachhaltigkeit verifiziert.

Auch die Entwicklung von Diamantschichten nach Maß wird bei Mapal weiter verfolgt. Der optimierte HF-CVD-Prozess erzeugt Schichten mit nahezu homogener Dicke zwischen 3 bis 15 Mikrometer. In der jeweiligen Zerspanungsanwendung kann damit die gesamte Schneidenlänge unabhängig von der Schnitttiefe prozesssicher genutzt werden.

Iscar hat ein Aufbohrwerkzeug entwickelt zum Bohren vorgegossener oder vorgebohrter Bohrungen (Ø 12 bis 25,5 Millimeter). Der auswechselbare Bohrkopf mit drei Schneiden für höhere Produktivität hat speziell geschliffene Hauptschneiden mit Spandeflektor für optimalen Spanbruch, innere Kühlmittelkanäle und bringt hohe Wiederholgenauigkeiten. Er ist in allen Werkstückwerkstoffen einsetzbar mit kleinen Spansegmenten. Auch ein außermittiges Aufbohren ist möglich.

OSG hat ein patentiertes Gewindeformwerkzeug vorgestellt, das bei seiner Herstellung etwa 50 Prozent weniger CO₂-Ausstoß produziert – den sogenannten ‚Green Tap‘. Mit hoher Bruchsicherheit, Steifigkeit der Formkanten und der Sicherheit, dass beim Gewindeformprozess keine Späne entstehen. Das ergibt weniger Maschinenstillstandszeiten, was die Umweltbelastung ebenfalls verringert. Bei einem Formwerkzeug M6X1 mm wurde der CO₂-Ausstoß von herkömmlich 1,1 kg/CO₂ pro Werkzeug auf 0,55 kg/CO₂ verringert. Diese Herstelltechnologie wurde von OSG speziell entwickelt.

Schunk hat das 2D Grasping-Kit entwickelt, mit dem zufällig angeordnete Teile gezielt erkannt, gegriffen und in einen weiteren Prozess eingelegt werden können. Das Kit besteht aus einer Kamera mit Objektiv, einem Industrie-PC, einer KI-Software sowie einem applikationsspezifischen Greifer. Alle Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt und mit jedem Roboter sowie jeder übergeordneten Steuerung kombinierbar. Das Teaching der KI-Software erfolgt dank der intuitiven Benutzeroberfläche in wenigen, einfachen Schritten. Die KI trainiert sich selbst und erkennt die Bauteile aufgrund charakteristischer Merkmale wie Form, Größe und Farbe. Auftretende Variationen etwa durch sich verändernde Licht-, Farb- oder Hintergrundverhältnisse gleicht die KI aus.

Einzigartig ist, dass das System zusammen mit der Objekterfassung auch schon die Greifpunkte für den eingesetzten Greifer automatisch kalkuliert und Parameter wie etwa Drehwinkel und Öffnungsweite an die Robotersteuerung übermittelt.

Prozessanalyse und Baugruppen-Integration

Auch im Pre-Prozess, bevor es in die Fertigung geht, lassen sich erhebliche Kosteneinsparpotenziale heben. Durch die Analytik der Zerspanung, genaue Ermittlung optimaler Zerspanbedingungen und Integration von Baugruppen zur exakten Prozessführung lassen sich Anlauf- und Hochlaufzeiten der Prozesse minimieren.

Die Integration eines programmierbaren Kühlmittelringes an der Arbeitsspindel zur KSM-Versorgung des Bearbeitungsprozesses stellte die Firma Gerald Sebert vor. Das Neue daran ist die automatische Veränderung des Anströmwinkels des Kühlmittels durch die Düsen. Diese wird in der Steuerung der Werkzeugmaschine hinterlegt und ist in Abhängigkeit der jeweiligen Werkzeuglängen programmierbar und auch im Prozess variierbar. In der Maschinensteuerung werden die Längen der Werkzeuge verrechnet und eingestellt. Die Winkelstellung kann bei Bedarf auch vom Werker im Prozess noch händisch verändert werden. Die Steuerung des Kühlmittelringes kann mit jeglicher Maschinensteuerung kommunizieren.

Der Ring wird am Spindelflansch der Maschine montiert, wobei die Ringgröße und Anzahl der Düsen (6 bis 12) variieren können. Über die optimierte Anströmung des Kühlmittels lässt sich die Standzeit der Werkzeuge bis zu 20 Prozent erhöhen. Momentan ist der Ring als Milling Cool MC 200 Fanuc RD für die Fanuc-Robodrill-DIB-Plus-Serie im Einsatz.