Die GrindSmart 660XW mit kompaktem Layout und integriertem Werkstücklader/Werkzeugwechsler.

Die GrindSmart 660XW mit kompaktem Layout (3 m2-Aufstellfläche) und integriertem Werkstücklader/Werkzeugwechsler. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Die GrindSmart 660XW hat ihre Vorteile bei einem sehr kompakten Aufbau, der steifen Abstützung der Werkstücke beim Schleifen, dem schnellen und parallel zum Werkstückwechsel ablaufenden Werkzeugwechsel, den schnellen direkt angetriebenen Achsen, dem übersichtlichen Bedienkonzept und der Fähigkeiten im autonomen Schleifen.

Maschinenaufbau

Rollomatic hat bei der 660XW ein neues, innovatives Konzept realisiert, was sowohl im steifen Maschinenaufbau, bei der Trennung von Maschinenbett zur Umhausung als auch bei der Montage der einzelnen Baugruppen einige Pluspunkte aufweist.

Alle Maschinenbaugruppen werden von langjährigen Partnern zugeliefert und in Le Landeron montiert. Das Bett besteht aus einem kompakten, eigensteifen Gussquader, der an allen Anbauflächen für die Baugruppen bearbeitet ist, und sich über drei Säulen (Füße) zum Boden hin abstützt. Dieser Gusskörper wird bei der Endmontage in ein Montage-Gestell eingelegt und gespannt. Dieses Gestell ermöglicht eine Drehung des Betts für optimale Zugänglichkeit bei Montage aller Baugruppen, der Verkabelung und Verrohrung.

Der Schleifschlitten an der Maschine ist mit seinen Führungsbahnen (X-Achse) seitlich am Bett angebaut und trägt den Schleifspindelstock, der in Y- und Z-Richtung bewegt wird.

Die Achskonfiguration beinhaltet vier Linear- und zwei Rotationsachsen.
Die Achskonfiguration beinhaltet vier Linear- und zwei Rotationsachsen. Der Werkstückspindelstock ist auf einer Linearachse montiert. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Der Werkstückspindelstock ist drehbar gelagert (B-Achse), verfügt über eine weitere Linearachse (ZP-Achse) und die Spindelantriebsachse für die Werkstücke (C-Achse). Der gesamte Achsaufbau wurde auf geringste Achsverfahrwege ausgelegt. Für eine optimale Dynamik im Prozess sorgen die direkten Antriebe in den Linear- und Rotationsachsen.

Die Komplettbearbeitung eines Fräswerkzeugs erfolgt in drei Schritten: Rundschleifen des Rohlings, Schleifen der Geometrie über die gesamte Länge, abschließendes Halsschleifen. Die Linearachse auf dem Werkstückspindelstock hat dabei eine besondere Bedeutung, denn sie schiebt beim Schleifen das Werkstück über die Lünette unter der Schleifscheibe durch. Die Lünette ist dabei spezifisch ausgelegt, auf Drehachsenmitte der B-Achse platziert, also optimal abgestützt und direkt im Kraftfluss zur Schleifscheibe. Diese Kinematik bringt optimale Schleifergebnisse bei Werkzeuggeometrie und Oberflächen und wurde auf der 660XW erstmals in einem Maschinenkonzept bei Rollomatic derartig realisiert.

Die Abstützung der Werkstücke durch die Lünette, mittig über der Drehachse, ist ideal.
Die Abstützung der Werkstücke durch die Lünette, mittig über der Drehachse, ist ideal. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Innovativ ist auch die Kühlmittelversorgung im Schleifprozess. Die Kühlmittelrohre werden nicht wie allgemein üblich als Gesamtpaket mit der Scheibe eingewechselt. Sie sind auf dem verfahrbaren Schlitten der Werkstückspindel angebracht, fahren im Zustellprozess mit und zielen direkt auf den Kontaktpunkt von Schleifscheibe und Werkstück an der Lünettenauflage.

Das Kühlschmiermittel für den Prozess wird gleichzeitig als Kühlung der Baugruppen eingesetzt, wie alle Direktantriebe und der Antriebsspindel in der C-Achse. Durch die Spülung im gesamten Arbeitsraum, zusammen mit der Baugruppenkühlung, wird ein stationärer Temperaturzustand erreicht, der je nach Genauigkeitsanforderungen bei ± 0,1 °C gehalten werden kann.

Das Zusammenwirken aller auf Effizienz und Produktivität ausgerichteten Operationen an der Maschine bewirkt einen ‚Lean Grinding Process‘, wie es Rollomatic nennt, der dem Kunden eine erhöhte Wertschöpfung in seiner Produktion erbringt.

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(Bild: mi-connect)

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Autonomes Schleifen

Rollomatic will seinen Kunden Maschinen zur Verfügung stellen, die einen mannlosen Betrieb gewährleisten. Dazu hat Rollomatic ein hauseigenes Projekt aufgelegt. Zur Realisierung muss sich die Maschine dabei selbst verwalten, und das erste geschliffene Teil soll in den vorgegebenen Spezifikationen liegen. Dafür sind diverse Optionen an der Maschine verfügbar.

Ein Laser-Messsystem prüft die geschliffene Kontur, eine CCD-Kamera positioniert die Rohlinge beim Schleifen von Werkzeugen mit innerer Kühlmittelversorgung und ein Renishaw-System schwenkt ein zur Positionierung der Werkstücke, beispielsweise nach einem steuerungsseitig vorgegebenen automatischen ‚Aufrauhen‘ der Schleifscheibe zur Verbesserung der Schnittleistung.

Zur Integration der Maschine in die autonome Fabrik gehört auch der automatisierte Austausch im Werkstückhandling. Dies bewirkt die Kassettenschublade, die bestückte Kassetten ein- und ausfahren kann.

Das Inprozess-Messsystem verbessert die Schleifqualität.
Das Inprozess-Messsystem verbessert die Schleifqualität und es befähigt zum autonomen Schleifen. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Werkzeug-/Werkstückhandling

Zum schlanken Aufbau der 660XW gehört auch der kompakte Träger für die Werkstück- und Werkzeugwechseleinheit. Die Werkstücke werden über einen Linearlader transportiert (U-V-W-Achse), der aus sechs Kassetten maximal 1.350 Teile entnehmen und wieder einspeisen kann. Er hat auch die Aufgabe, fertig geschliffene Werkzeuge in eine Schleuse zu legen, die dann manuell aus dem Arbeitstraum herausgezogen und entnommen werden. Eine solche Entnahme mit Prüfzyklus wird steuerungsseitig eingeplant und der Schleifprozess nicht unterbrochen.

Der Werkstücklader arbeitet aus einem Magazin von maximal 1.350 Werkstücken.
Der Werkstücklader (Verfahrgeschwindigkeit 60m/min) arbeitet aus einem Magazin von maximal 1.350 Werkstücken. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Der oberhalb der Schleifspindel angeordnete und damit Maschinenaufstellfläche sparende Werkzeugwechsler trägt sechs Schleifscheibenpakete mit maximal vier Scheiben pro Flansch. Er ist schwenkbar und schiebt die Schleifscheiben zum Wechsel über eine schräge Führung vor die Schleifspindel.

Zeitsparend ist der parallel ablaufende Werkstück- und Werkzeugwechsel.

Schneller 6-fach-Schleifscheibenwechsler.
Schneller 6-fach-Schleifscheibenwechsler mit einer Kapazität von vier Scheiben/Flansch. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Der kompakte Aufbau der Maschine mit integriertem Handling, der kompletten Umhausung und dem nicht notwendigen Service-Zugang von der Rückseite ermöglicht das Aufstellen direkt an einer Wand und spart damit Flächen im Gebäude.

Auf der Steuerung läuft die VirtualGrind-Pro-Software zur Generierung von Schleifprogrammen.
Auf der Steuerung läuft die VirtualGrind-Pro-Software zur Generierung von Schleifprogrammen. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Steuerung

An der Maschine ist die Fanuc 31 i im Einsatz, auf der das Softwarepaket VirtualGrind Pro von Rollomatic läuft und das Generieren von Schleifprogrammen optimal unterstützt. Ein Wizard erleichtert durch wenige Klicks das Programmieren. Eine Datenbank enthält eine Vielzahl vorhandener Werkzeugmodelle. Der 3D-Simulator zeigt im Pre-Prozess die Schleifbahnen und prüft Kollisionen. In der Vorbereitung für einen neuen Job auf der Maschine wird ein ‚Smart Set-up‘ realisiert, der den Zeitaufwand minimiert.

Für die ‚Smart Factory‘ im autonomen Schleifen sind auf der Steuerung eine Anschlussfähigkeit und auch Schnittstellen zu anderen Einrichtungen vorhanden. Dies sind die bildlche Darstellung des Maschinenstatus (über R-Monitor), der Abruf von Informationen über einen Standard-OPC-UA-Server (R-Connect) und auch die Verbindung in Echtzeit zu einer mobilen App (R-Monitor Premium).

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check wurde das Schleifen eines Werkzeugs mit Durchmesser 0,633 Millimeter vorgeführt. Die erreichten Qualitäten bei vorgegebener Toleranz waren beeindruckend. Im Durchmesser wurde ein cpk-Wert von 3,67 und im Rundlauf des Werkzeugs ein cpk-Wert von 7,08 erreicht.

Maschinen-Check: Schleifen – Bohrwerkzeug, Durchmesser 0,633 Millimeter.
Maschinen-Check: Schleifen – Bohrwerkzeug, Durchmesser 0,633 Millimeter. (Bild: Rollomatic/Neugebauer)

Service/TCO

Der Informationsablauf im Service von der Anfrage/Meldung des Kunden in der Service-Hotline (besetzt mit sieben Spezialisten) bis zur Rechnungstellung ist vollständig digitalisiert. Die Fachkräfte (20 Techniker) sind strategisch in der Schweiz und in Europa lokalisiert. Die Historie zu jeder Maschine ist im hauseigenen ERP-System hinterlegt, zu der auch der Kunde Zugriff hat. Updates zur Software kann er darüber ebenfalls erhalten. In täglichen Meetings werden aktuelle Probleme aus dem Feld besprochen. Beispielhafte Analysen aus dem Datenarchiv konnten nicht gezeigt werden. Die Garantiezeit auf alle Baugruppen der Maschine liegt bei 36 Monaten, ein vorbildlicher Wert.

Meine Meinung

Mit der GrindSmart 660XW hat Rollomatic ein innovatives Konzept realisiert, das einen effizienten, produktiven Schleifprozess ermöglicht. Die Vorteile der durchgängigen Konstruktion der Baugruppen zeigen sich auch in dem absolut handhabungsfreundlichen Zugang zur Maschine bei der Endmontage. Die zu schleifenden Werkzeuge werden im Prozess optimal abgestützt, die Kühlmittelversorgung ist effektiv und die Achskinematik realisiert kurze Taktzeiten. Mit optionalen Baugruppen und verfügbaren Software-Tools ist die Maschine in der Lage, im bedienerlosen Betrieb als Stand-alone-Einheit oder im Verbund zu produzieren. Der Service ist optimal aufgestellt, der Workflow ist digitalisiert. Systematische Auswertungen der im ERP-System gespeicherten Daten von Serviceeinsätzen (TCO) wurden allerdings nicht gezeigt.

Edwin Neugebauer

Zahlen+Fakten

Rollomatic GrindSmart 660XW
Schleifbereich (Ø Millimeter) 0,1 bis 12,7
X-Achse, Millimeter 350
Y-Achse, Millimeter 130
Z-Achse, Millimeter 125
Zp-Achse, Millimeter 160
Eilgänge: Linearachsen 12 m/min
B-Achse-Drehwinkel -45° bis 110°
C-Achse, U/min 3.000
Schleifspindel 0 bis 12.000min-1; 14 Kilowatt (Motorspindel)
Schleifspindel-Aufnahmeschaft HSK 50E
Werkstückaufnahme in C-Achse pneum. Spannzange; Ø 1,0 bis 12,7 Millimeter
Schleifscheibenmagazin 6 Schleifscheibensätze; pro Satz: max. 4 Schleifscheiben
max. Schleifscheibendurchmesser 175 Millimeter
Verfahrgeschw. Laderoboter 60 m/min
Werkstück Magazin 1.350 Teile, 6 Kassetten
Steuerung Fanuc 30 iMB
Grundfläche 1.840 X 1.560 X 2.250 Millimeter; 3 m2
Gewicht 2,5 Tonnen
Preis-Standardmaschine ausrüstungsabhängig


Auf einen Blick: 6-Achsen-Präzisions-Schleifzentrum GrindSmart 660XW von Rollomatic SA

Stärken:

  • Kompetenz im Werkzeugschleifen
  • sehr kompakter Maschinenaufbau
  • innovatives Maschinenkonzept
  • hohe Maschinendynamik durch Direktantriebe
  • steife Abstützung im Schleifprozess
  • kompaktes Werkzeug-, Werkstückhandling
  • Realisierung ‚autonomes Schleifen‘
  • Effizienz/Produktivität über Lean Grinding
  • gute Softwaretools zur Jobgenerierung
  • Servive optimal, Workflow digitalisiert

Schwächen:

  • nur eine Steuerung

Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl
erreichte
Punktezahl
Rollomatic GrindSmart 660XW
Maschineninbetriebnahme 25,00 25,00
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 12,50
Nachweis - Bearbeitungsqualität 2,50 2,50
Achsenvermessung 2,50 2,50
Einweisung - Anwender 7,50 7,50
Wartungsfreundlichkeit 100,00 100,00
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 25,00
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 35,00
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 15,00
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 15,00
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 10,00
Automatisierung 100,00 94,00
Maschinenstart/Referenzfahren 30,00 30,00
Bedienung/Beschickung 40,00 40,00
Aufwand für Werkstück-/Werkzeugspannung 30,00 24,00
Steuerung 50,00 46,00
Steuerung/Komfortfunktionen 30,00 30,00
Kollisionsbetrachtungen 20,00 16,00
Umrüstfreundlichkeit 50,00 50,00
Flexibilität Werkzeug-/Werkstückspannung 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Teilebeschickung/Mehrfachspannung/Model-mix 10,00 10,00
Service 75,00 67,50
Verfügbarkeit Servicepersonal 30,00 24,00
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen 22,50 22,50
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit 15,00 15,00
Wartungsverträge 7,50 6,00
TCO 85,00 56,10
Analyse - Kostentreiber vorhanden 34,00 20,40
Bewertung/Zahlen f. Ausfallzeiten/Reparaturzeit 34,00 23,80
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 11,90
Vertragsgestaltung 15,00 13,00
Garantiezeit 5,00 5,00
Zahlungsbedingungen 5,00 5,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 3,00
Summe 500,00 451,60


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Rollomatic, GrindSmart 660XW


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis Job 1 1 Tag inklusive Testteil schleifen / Kundenteil + 1 Tag.
Nachweis - Bearbeitungsqualität Vermessen der Formgeometrie und Maße der Standardabnahmeteile, Statistikauswertung über 50 Teile.
Achsenvermessung Messsteindorn wird in drei Dimensionen mit µ-Uhr abgefahren.
Einweisung Anwender Standard drei Tage im Haus oder beim Kunden + optional weitere Schulung.
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleissteilen Leichte Zugänglichkeit der verschleissbehafteten Teile.
Zugänglichkeit bei Störungen Pneumatic + Zentralschmierung seitlich am Maschinenbett angebracht sind leicht zugänglich.
Hauptspindel-Austauschzeit 2 - 3 Stunden.
Austauschzeit-Vorschubantrieb Servo Antrieb 0.5 - 1 Stunde / Linear Motoren.
Automatische Überwachungsfunktionen Kühlmittel über Rückkühlsystem geregelt (ARO Filtersystem optional erhältlich), Temp.-Kompensation über vier Sensoren in der Maschine.
     
AUTOMATISIERUNG
Aufwand für Werkstückspannung/Werkzeugspannung Werkstück über automatisches Spannsystem - pneumatisch / Werkzeuge, Schleifscheiben über HSK automatischer Scheibenwechsler.
Bedienung/Beschickung Optional automatisch über Ladesystem.
Maschinenstart/Referenzfahren Referenzprogramm automatisch nach Einschalten angewählt, Start über Bediener, Magna-Scale-Massstäbe.
     
STEUERUNG
Steuerung/Komfortfunktionen Fanuc 31i, ISO Programmierung, Datenbankverwaltung.
Kollisionsbetrachtungen 3D / 2D Kollissionsüberwachung im Pre-process.
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität - Werkstückspannung/Werkzeugspannung Schnellwechselsystem für Spannzangen / automatischer Scheibenwechsler = sehr hohe Flexibilität.
Einrichteaufwand Aufwand inklusive Programmierung für Standardwerkzeuge 10-20 Minuten.
Teilebeschickung/Mehrfachspannung/Model-mix Jeder Werkstückplatz im optionalen Ladesystem frei programmierbar.
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Hotline: 8:00 bis 17:00 Uhr, werktags, vor Ort in Europa in der Regel innerhalb 48 Stunden / ...Mitarbeiter; Deutschland-Süd: 24 Stunden.
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen Komponenten verfügbar, online-Bestellung in Arbeit.
Teilezeichnungen-Archiv, Internetverfügbarkeit Zusammenstellungen, Schemata, Fremdanleitungen, Betriebsanleitungen werden mit der Maschine geliefert, online verfügbar (myRollomatic Cockpit), Kunde hat Zugriff, Software-update darüber möglich.
Wartungsverträge Angebot möglich.
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden Erfassung der Monteureinsätze über Aufnahmebogen; danach Eingabe aller Daten in ERP-System; täglich Meeting über Ausfälle im Feld.
Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten Zahlen für Maschine noch wenig; Auswertungen im System möglich.
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Ausfalldaten werden erfasst; Momentan stehen keine Daten zur Verfügung, weil die ersten Maschinen erst kurz in Betrieb sind.
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit 36 Monate, über alle Baugruppen.
Zahlungsbedingungen Verhandelbar.
TCO-Prozess fixiert Daten werden via ERP System erfasst. Auswertung möglich sobald Mengen für statistische Beurteilung verfügbar sind.
     
     
     

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