Die GU 5 Five ist die erste Maschine der neuen GU-Baureihe. (Bild: Huron/Neugebauer)
Die GU 5 Five setzt auf der bewährten Qualität einzelner Komponenten aus dem umfangreichen Huron-Maschinenportfolio auf. Die Highlights sind: ein massives, steifes Maschinenbett mit integriertem U-Ständer, die auf breitem Führungsbahnabstand laufende X-Ständereinheit, der funktional sichere, maschinenintegrierte Werkzeugwechsel, ein flexibel ausbaubares Maschinenkonzept auch bei Automatisierungskomponenten und die gute Zugänglichkeit bei Bedienung und Beladung.
Maschinenaufbau
Huron ist eine 100prozentige Tochter des indischen Unternehmens Jyoti CNC Automation Limited. Die Maschine mit allen Baugruppen ist eine Huron-Entwicklung, wird komplett bei Jyoti hergestellt und an die Tochtergesellschaften geliefert. Die Komplettierung bei Sonderausführungen und die folgenden Bearbeitungstests laufen dann vor Ort bei der Huron Graffenstaden SAS. Die beim Maschinen-Check geprüfte Maschine ist die erste GU 5 Five die auf der EMO 2023 vorgestellt wurde. Sie wird momentan noch im weiteren Erprobungseinsatz im Werk bei Huron eingesetzt.
Die Konstruktionsziele für Huron an der GU 5 Five waren: Steifigkeit, flexibler Einsatz, Erfüllung der Kundenanforderungen, Langlebigkeit der Maschine bei einem Kosten-Nutzen-Optimum.
Die Maschine wird auf acht Fixatoren auf dem Hallenboden aufgestellt. Im gesamten Aufbau sind alle Komponenten FEM gerechnet. Das Maschinenbett ist als Schichtstruktur aufgebaut zur Optimierung von Steifigkeit und Schwingungsdämpfung und alle Maschinenbaugruppen sind in Grauguss (GGG) ausgeführt. Im Bett, gusstechnisch integriert, sitzt die aufgesetzte, als geschlossenes U-Profil ausgeführte, steife Ständerbaugruppe. Diese Struktur, als Ständer mit verfahrbarer Gantry aufgebaut, zeigt signifikant das FEM gerechnete Layout der Maschine.
Die U-Auslegung ermöglicht einen breiten Abstand der Linearführungen für den Schlitten der X-Achse und damit Steifigkeit im Kraftfluss. Die Verfahrbaugruppe der X-Einheit trägt den Kreuzschlitten für die Bewegung der Y-Achse mit dem darauf montierten Bearbeitungskopf (Z-Achse). Im Kopf ist eine Bearbeitungsspindel mit 18.000 U/min und 110 Newtonmeter Drehmoment eingebaut, die sowohl für Schrupp- als auch für Schlichtbetrieb einsetzbar ist. Ein Vibrationssensor am vorderen Lager der Spindel sorgt für eine Überwachung der Spindel zur vorbeugenden Erkennung von Lagerschäden und damit zur Vermeidung von unplanmäßigen Stillständen.
Die Linearachsen mit einer Beschleunigung von 5 m/s2 haben eine ansprechende Dynamik mit hoher thermischer und geometrischer Stabilität.
Die Aufspannung der Werkstücke wird an der GU 5 Five über ein neues Konzept für die kinematische Auslegung der Dreh-Schwenkeinheit realisiert. Der Spanntisch, als Drehtisch (C-Achse) ausgeführt mit einem Durchmesser von 500 Millimeter, ist dabei 360 ° stufenlos drehbar, mit einem Torque-Antrieb ausgestattet und kann als Option mit hoher Drehzahl (bis 1 200 U/min) ausgeführt werden, einsetzbar dann auch für Drehoperationen. Im stationären Arbeitspunkt kann die C-Achse hydraulisch geklemmt werden.
Der Aufspanntisch kann mit Mediendurchführung ausgeführt werden, mit der Werkstücke automatisch gespannt werden, oder auch Nullpunkt-Spannsysteme genutzt werden. Die Schwenkeinheit (A-Achse) wird einseitig angetrieben über eine Motor-Schneckengetriebeeinheit. Diese ist optional auch als Torqueantrieb verfügbar und bietet einen Schwenkwinkel von ± 120 °, geeignet zur Bearbeitung eines breiten Merkmalsspektrums.
Thermostabilität
Die GU 5 Five zeichnet sich durch Genauigkeitsbearbeitung aus, die durch ein ausgefeiltes Kühlsystem erreicht wird. Dabei werden die Schienen der Linearachsen mit einer Kühlung versehen und auch die Gewindemuttergehäuse der Kugelgewindetriebe sind gekühlt. Das Gehäuse der Hochgeschwindigkeitsspindel wird ebenfalls aus dem gemeinsamen Kühlkreis gekühlt, der auf einem Temperaturniveau innerhalb von 0,5 °C gehalten wird.
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Automation
Der Werkzeugwechsel an der GU 5 Five ist über einen Kettenförderer realisiert mit einer Kapazität von 40 Werkzeugen im Standard, der durch den U-Ständer geführt wird. Die Wechseleinheit schiebt die Werkzeuge aus der Kette direkt zur Übergabe vor die Arbeitsspindel, die dann im Pick-up das Werkzeug aufnimmt (Werkzeugwechselzeit: drei Sekunden). Der mechanische Ablauf ist sehr funktional ausgeführt und damit wenig störungsanfällig. Im Ausbau des Magazins kann der Wechsel aus einem Werkzeugturm mit maximal 300 Werkzeugen per Wechselarm gemacht werden.
Für den Werkstückwechsel ist der Zugang zum Arbeitsraum mit großer Bedientüre optimal gestaltet. Mit der Tür wird auch der Raum oberhalb geöffnet zur Beladung über Kranbahnen. Diese Erweiterung der Türkonstruktion gehört zu konstruktiven Änderungen die an den nächsten Maschinen ausgeführt werden.
Bearbeitung
Beim Maschinen-Check wurde eine Demo-Geometrie bearbeitet zur Darstellung des breiten Einsatzspektrums der Maschine von Schrupp- und Schlichtbearbeitung. Hierbei wurde auch der Späneablauf im Arbeitsraum angesprochen, der im nächsten Maschinen-Upgrade durch feste Spüldüsen im Innenraum weiter verbessert werden soll.
Steuerung
Als Steuerung wird die Sinumerik One von Siemens eingesetzt. Heidenhain TNC 7 ist in der Implementierung. Auf der Steuerung läuft ein Kollisions-Check, der Huron PreciProtect, mit diesem wird ein im NC-Arbeitsablauf Programm vorausschauender Check (lookahead-Funktion) auf den Kollisionspositionen realisiert.
Die steuerungstechnische Anbindung von Werkzeugwechsler (ATC) und auch von Automatisierungskomponenten bei der Werkstückbeschickung wird zentral von der Maschinensteuerung übernommen.
Service/TCO
Der Service ist werktäglich von 7:00 bis 18:00 Uhr erreichbar und mit Fachkräften besetzt. Danach wird die Hotline auf ein Callcenter umgeschaltet. Alle Maschinen sind über ein Huron-Secure-Remote-System angeschlossen (HSRS), zum möglichen Eingriff auf die Steuerung über das Internet. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen erfolgt über die Muttergesellschaft oder die Teile sind bei den Vertragshändlern vorhanden. Zu der neuen Maschine gibt es noch keine Daten zu TCO. Ein digitaler Workflow von den ermittelten Daten der Servicefachkräfte vor Ort beim Kunden wird bei Huron nicht praktiziert, momentan werden alle Daten von Hand im Service in das hauseigene ERP-System übertragen und archiviert. Auswertungen daraus können gemacht werden.
Konstruktive Verbesserungen oder auch Ideen für Optimierungen, von eigenen Fachleuten eingebracht, werden über ein Ticket-System erfasst und bis zur Realisierung vor Ort verfolgt. Durch eine Digitalisierung des Datenflusses im Service könnten Arbeitsabläufe schneller und wirtschaftlicher werden.
Meine Meinung
Mit der GU hat Huron eine neue Baureihe im Markt, die bei Steifigkeit, Dynamik, Genauigkeitsbearbeitung und im Preis-Leistungs-Anspruch einen respektablen Standard darstellt. Das Maschinenbett ‚aus einem Guss‘ mit der obenliegenden, fahrenden Gantry bietet ideale Voraussetzungen, den für Huron-Maschinen geltenden Anspruch der absolut steifen und genauen Maschine zu gewährleisten. Der Werkzeugtunnel zur Werkzeugbeschickung der Maschine ist eine funktionssichere Lösung. Mit vorhandenen Automatisierungskomponenten lassen sich Wirtschaftlichkeitspotenziale erschließen. Mit der Digitalisierung des Workflows im Service ließen sich Potenziale im Arbeitsablauf heben.
Edwin Neugebauer
Zahlen+Fakten
| 5-Achsen-Fräszentrum GU 5 Five von Huron | ||
|---|---|---|
| Arbeitsraum-Verfahrwege (X,Y,Z) | 600 X 600 X 500 Millimeter | |
| Eilgang/Achsbeschleunigung | ||
| X-Y-Z-Achse | 50 m/min; 5 m/s2 | C-Achse | 360°; 75 U/min; Torque-Motor; Option MT-Version: 1.200 U/min | A-Achse; Schwenkwinkel | + 120° bis -120°; Schneckentrieb 50 U/min; Option: Torque-Antrieb | Tischbelastung | 400 Kilogramm | Tischabmessung | Ø 500 Millimeter |
| Arbeitsspindel | 18.000 U/min; 110 Newtonmeter; 30 Kilowatt | Werkzeugwechselzeit | Drei Sekunden |
| Werkzeugaufnahme | HSK 63-A | |
| Werkzeugmagazin | 40; Option: bis 300 Werkzeuge | |
| Werkzeuggewicht | bis sieben Kilogramm | |
| Werkstückspannung | von Hand; Option: Nullpunktspannung; hydraulisch | |
| Werkstück-Beladung | von Hand, Option: Roboterbeladung, Palettenwechsler | Steuerung | Sinumerik one; Heidenhain TNC 7 z.Zt. Implementierung | Gewicht | Zehn Tonnen | Platzbedarf | 3.900 X 3.650 X 2.900 | Preis | Standard: ab 260.000 € |
Auf einen Blick: Fünfachsiges Fräszentrum GU 5 Five von Huron
Stärken:
- thermostabile, steife Maschine
- Komplettbearbeitung
- neues Maschinenkonzept
- dynamische Linearachsen
- Option: schneller Drehtisch
- funktionssicheres Werkzeug-Wechselsystem
- optimale Zugänglichkeit im Arbeitsraum
- Genauigkeitsbearbeitung
- verfügbare Automatisierung für Werkstückbeladung
- zweite Steuerung wird implementiert
Schwächen:
- kein digitaler Workflow im Service
- keine TCO-Auswertungen
Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl
| maximale Punktezahl |
erreichte Punktezahl Huron GU 5 Five |
|
|---|---|---|
| Maschineninbetriebnahme | 25,00 | 24,00 |
| Zeitaufwand bis Job 1 | 12,50 | 12,50 |
| Nachweis - Bearbeitungsqualität | 2,50 | 2,00 |
| Achsenvermessung | 2,50 | 2,00 |
| Einweisung Anwender | 7,50 | 7,50 |
| Wartungsfreundlichkeit | 100,00 | 87,00 |
| Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten | 25,00 | 25,00 |
| Zugänglichkeit bei Störungen | 35,00 | 35,00 |
| Hauptspindel-Austauschzeit | 15,00 | 9,00 |
| Austauschzeit-Vorschubkomponenten | 15,00 | 9,00 |
| automatische Überwachungsfunktionen | 10,00 | 9,00 |
| Automatisierung | 100,00 | 86,00 |
| Maschinenstart/Referenzfahren | 30,00 | 30,00 |
| Bedienung/Beschickung | 30,00 | 24,00 |
| Aufwand für Werkstückspannung/Teiletransport | 40,00 | 32,00 |
| Steuerung | 50,00 | 44,00 |
| Steuerung/Komfortfunktionen | 30,00 | 24,00 |
| Kollisionsbetrachtungen | 20,00 | 20,00 |
| Umrüstfreundlichkeit | 50,00 | 47,00 |
| Flexibilität-Spanntisch | 25,00 | 25,00 |
| Einrichteaufwand | 15,00 | 12,00 |
| Mehrfachspannung/Model-mix | 10,00 | 10,00 |
| Service | 75,00 | 57,75 |
| Verfügbarkeit Servicepersonal | 30,00 | 24,00 |
| Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen | 22,50 | 15,75 |
| Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit | 15,00 | 12,00 |
| Wartungsverträge | 7,50 | 6,00 |
| TCO | 85,00 | 57,80 |
| Analyse - Kostentreiber vorhanden | 34,00 | 23,80 |
| Bewertung/Zahlen f. Ausfallzeiten/Reparaturzeit | 34,00 | 20,40 |
| KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung | 17,00 | 13,60 |
| Vertragsgestaltung | 15,00 | 11,00 |
| Garantiezeit | 5,00 | 4,00 |
| Zahlungsbedingungen | 5,00 | 4,00 |
| TCO-Prozess fixiert | 5,00 | 3,00 |
| Summe | 500,00 | 414,55 |
Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Huron Graffenstaden, GU 5 Five
| MASCHINENINBETRIEBNAHME | ||
| Zeitaufwand bis job1 | Inbetriebnahme bis zum ersten bearbeiteten Teil beträgt fünf Arbeitstage. | |
| Nachweis - Bearbeitungsqualität | Das Test-/Abnahmeteil wird in Übereinstimmung mit ISO 10791 in 3 und 5 Achsen hergestellt. | |
| Achsenvermessung | Linearmaßstäbe auf den drei linearen Achsen + direkter Encoder auf den rotierenden Achsen; Lasermessung der Achsen. | |
| Einweisung Anwender | Nach Inbetriebnahme: grundlegende Einweisung in die Bedienung der Maschine. Je nach den Bedürfnissen des Bedienpersonals kann dies durch zusätzliche Schulungen, z. B. in der Programmierung, ergänzt werden. | |
| WARTUNGSFREUNDLICHKEIT | ||
| Austauschbarkeit von Verschleissteilen | Das Konstruktionsprinzip der Huron-Maschinen ist die Modularität, d.h. die gleichen Komponenten können in mehreren Maschinentypen verwendet werden. | |
| Zugänglichkeit bei Störungen | Die Konstruktion wurde in Zusammenarbeit mit dem Kundendienst entwickelt, um die Wartungsarbeiten zu erleichtern, insbesondere durch einen leichteren Zugang zu den wichtigsten zu wartenden Teilen. Die Führungen und Antriebe sind von der Oberseite der Maschine aus zugänglich. | |
| Hauptspindel-Austauschzeit | Spindeltausch: acht Stunden, einschließlich TRAORI-Betrieb, Geometrie usw. | |
| Austauschzeit ¬- Vorschubkomponenten | Kühlung von Linearführungen und Kugelgewindemuttern zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Linearachsen. Ein Austausch der Führungsmotoren ist nicht erforderlich. Wechselzeit: KGT + Motor = zehn Stunden. | |
| Automatische Überwachungsfunktionen | Überwachung der Spindelschwingungen; Leistungsüberlastung der Achsen; Dynamische Anpassung der Maschine an das belastete Gewicht. | |
| AUTOMATISIERUNG | ||
| Aufwand für Werkstückspannung/Teiletransport | Dynamische Anpassung der Maschine an das belastete Gewicht. | |
| Bedienung/Beschickung | Einfaches Laden der Werkzeuge: auf der Rückseite der Maschine; parallel zur Bearbeitung. Taster auf der Halterung positioniert, spart Platz auf dem Tisch. Einfache Kranbeladung dank der Öffnung an der Oberseite der Maschine. | |
| Maschinenstart/Referenzfahren | Leistungsüberlastung der Achsen. | |
| STEUERUNG | ||
| Steuerung/Komfortfunktionen | Sinumerik One + Entwicklung für Heidenhain TNC 7. | |
| Kollisionsbetrachtungen | Huron PreciProtect für Siemens / DCM für Heindenhain. | |
| UMRÜSTFREUNDLICHKEIT | ||
| Flexibilität - Werkzeug-/Werkstückwechsel | Einfacher Wechsel der Produktionsteile: - Radiale Tischnuten zum einfachen Einspannen von Werkstücken verschiedener Formen; Werkzeugmagazin: ausbaubar als Speicher für maximal 300 Werkzeuge; - Werkzeuge können in versteckter Zeit geladen werden; - Verbinder können zum Spannen/Lösen von Werkstücken (Drehdurchführung) mit pneumatischer und hydraulischer Energie ausgestattet werden | Einrichteaufwand |
| Teilebeschickung/Mehrfachspannung/Model-mix | Möglichkeit, ein einzelnes Teil oder eine Mehrfachspannvorrichtung manuell oder automatisch zu spannen. | |
| SERVICE | ||
| Verfügbarkeit Servicepersonal | Servicehotline-werktags: 7:00 Uhr bis 18:00 Uhr; danach Callcenter; Antwort per Telefon oder online im Zeitraum von 48 Stunden (Arbeitstage). Die Maschine ist an das HSRS (Huron Secure Remote System) angeschlossen, mit dem die Maschine ferngesteuert werden kann, so dass Wartungsarbeiten schnell durchgeführt werden können (was Zeit und Geld spart). | |
| Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen | Für die meisten Komponenten sind Ersatzteile von der Muttergesellschaft oder unseren Tochtergesellschaften erhältlich. | |
| Teilezeichnungen-Archiv, Internetverfügbarkeit | Die mechanischen Diagramme sowie die Zeichnungen der Unterbaugruppen werden mit dem Maschinenhandbuch geliefert (als PDF oder auf Papier). | |
| Wartungsverträge | Es können verschiedene Wartungsverträge angeboten werden. | |
| TCO | ||
| Analyse - Kostentreiber vorhanden | GU 5 Five ist ein "Vorserienmodell", das auf der letzten EMO im September 2023 vorgestellt wurde. Eine TCO-Analyse liegt uns noch nicht vor. | |
| Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten | ||
| KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung | Ideen-Managment mit Ticketerfassung. | |
| VERTRAGSGESTALTUNG | ||
| Garantiezeit | Die Standardgarantie beträgt zwölf Monate (2.500 Spindelbetriebsstunden). Erweiterte Garantien sind auf Anfrage erhältlich. | |
| Zahlungsbedingungen | Huron Standard-Zahlungsbedingungen: -30 Prozent Anzahlung bei Auftragserteilung; - der Saldo 70 Prozent bei Lieferung. | |
| TCO-Prozess fixiert | Noch nicht implementiert. Aber wir bieten Standard-Wartungsempfehlungen an, um mögliche Ausfälle von Verschleißteilen und Produktionsausfälle zu verhindern. | Zusätzlicher Punkt aus Sicht Lieferant |
| Huron-Maschinen sind für die Bearbeitung der komplexesten Formen ausgelegt, vom Schruppen bis zum Schlichten. | ||
