Die Vertikaldrehmaschine VL 4 von Emag

Mit der Baureihe der Vertikaldrehmaschinen VL 2 bis VL 8 kann der Kunde ein breites Teilespektrum bearbeiten. Alle Maschinen sind voll automatisiert und ideal für den Einsatz im Serienbetrieb ausgelegt.

Die Vorteile bei der VL 4 liegen im steifen, schwingungsabsorbierenden Maschinengrundkörper aus Polymerbeton, bei dem leistungsstarken Hauptspindelantrieb, dem modularen Aufbau und den verfügbaren Automatisierungsbaugruppen und bei den von Emag in einer IoT-Strategie (EDNA) entwickelten diversen, sehr effizienten digitalen Tools zur optimalen Gestaltung der Fertigungsprozesse.

Maschinenaufbau

Der Spindelschlitten, als Kreuzschlitten aufgebaut, hängt an einer steifen Maschinensäule, die aus einem Stück in einem Polymerbeton (Mineralit) vergossen ist. Das Gestell der Spänewanne ist als Schweißkonstruktion ausgeführt. Das Bett sitzt auf Stellschuhen und ist nicht im Fundament der Halle verankert. Der Kreuzschlitten für die Verfahrbewegungen in der X- und Z-Achse wird als Gusskörper gefertigt, wobei die X-Achse als Pick-up verlängert ist und bis in den Automationsbereich im Zu- und Ablauf der Werkstücke führt.

Auch die Rollenführungen in allen Linearachsen bringen einen Mehrwert an Steifigkeit, beides ein Indiz für hohe Genauigkeiten im Prozess. Wobei auch ein Temperatursensor im Maschinengrundkörper qualitätsstabilisierend wirkt, denn er wird zur Wegkompensation der Achsantriebe genutzt.

Die Arbeitsspindeln sind gekühlt, leistungsstark, mit großem Spindellager ausgerüstet und konstruktiv so ausgelegt, dass die Loslagerung im hinteren Lager verbaut ist und damit die Spindel in Z-Richtung wachsen kann, was nicht durchmesserrelevant ist. Beim Drehen ein wichtiges Merkmal.

In der Drehspindel ist ein Beschleunigungssensor eingebaut, der auftretende Kräfte in alle drei Achsrichtungen erfasst und zur Auswertung in die Steuerung liefert. Mit diesen Daten kann über die Steuerung ein ‚Health-Check‘ zum Maschinenzustand gemacht werden.

Die Drehspindel arbeitet auf einen Werkzeugrevolver, der mit zwölf (auch angetriebenen) Werkzeugen ausgerüstet werden kann. In der Ausführung der Werkzeugspannung kann der Kunde flexibel den VDI 40, BMT55-Spannschaft oder auch die Capto-Schnellwechseltechnik nutzen. Auch der Revolver trägt zur Dynamik in der Maschine bei, denn er wird über einen Torquemotor gedreht. Als Option kann der Revolver mit einer zusätzlichen Y-Achse ausgestattet werden, wobei damit das Drehen auch komplexerer Geometrien möglich ist.

Für Emag ist die Qualität im mechanischen Aufbau der Maschine als Basisvoraussetzung für gefertigte Werkstückqualität sehr wichtig. Alle Gussteile wie auch die Maschinensäule werden im eigenen Feinmessraum gemessen (100%-Prüfung), erst dann erfolgt der Start der Montage.

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Bearbeitung

Auf einer VL4 wurde eine geteilte Rotorwelle bearbeitet, die auch als Demo-Teil präsentiert wird und anschließend auf einer Emag-Laserschweißmaschine (ELC-Baureihe) geschweißt wird.

Die Beladung der Maschine erfolgt über die Pick-up-Spindel bei einer Werkstückwechselzeit von sechsSekunden. Die Halbwelle wurde aus CK 45 komplett fertig bearbeitet, wobei der produktive Prozess bei geringen Nebenzeiten im Vordergrund stand.

Automatisierung

Durch die Vertikalbearbeitung können die Werkstücke direkt im Pick-up-Modus von den Arbeitsspindeln in die Maschine übernommen und nach Bearbeitung auch wieder auf die Automation (Trackmotion) abgelegt werden. Trackmotion ist eine Automationslösung, welche das bisherige Konzept von Speicherbändern, Umsetzern und Wendern in einem System vereint. Dabei fährt beim Trackmotion-Automationssystem eine TransLift-Einheit auf einem Schienensystem.

Mit dem Pick-up ist eine zusätzliche Beladeautomation überflüssig und dies reduziert die Zeit, in der die Maschine nicht im Span läuft.

Als Systemlieferant, auch unter dem Anspruch, beim Kunden diverse Technologien anzubieten, hat Emag einen vielfältigen Baukasten für Automationsbaugruppen verfügbar, der alle Kundenbedarfe abdeckt. Beim ‚Griff in die Kiste‘ werden mittels eines kamerageführten Roboters wahllos angeordnete, aber greifbare Teile erkannt, gegriffen, lagerichtig zwischenpositioniert und anschließend passgenau in der Pick-up-Spindel aufgenommen.

Emag realisiert hochautomatisierte Fertigungssysteme als Turn-key-Lieferant, in dem vom Aufnehmen des Rohlings über zwischengeschaltete Messstationen bis zum endverpackten Fertigteil alle Prozessschritte vollautomatisiert verknüpft sind. Wichtig bei derartigen Lösungen ist die im Pre-Prozess durchzuführende Simulation des Ablaufs, um im Fertigungsfluss Engpässe zu erkennen und damit die Auslegung des Systems optimal zu gestalten.

Emag kann bei Automatisierungsumfängen jegliche Sonderlösungen realisieren, wie beispielsweise Magazinierungen als Schubladensysteme, Korbsysteme mit Vereinzelung oder Regalsysteme, auch oberhalb der Maschine angeordnet.

Eine Messstation, außerhalb des Arbeitsraums angebracht zwischen Arbeitsraum und Pick-up-Station, bringt den Vorteil, dass der Messvorgang zeitsparend in der Nebenzeit auf dem Weg zum Be-/Entladen gemacht werden und eine Messwertrückführung schnell in den Prozess einfließen kann.

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Steuerung

Im Einsatz sind die Fanuc 31 i und die Siemens Sinumerik One. Auf den Steuerungen laufen alle digitalen Tools, die Emag in der digitalen Vernetzung entwickelt hat.

Digitale Vernetzung

Unter dem Anspruch einer ganzheitlichen Betrachtung der Wertschöpfungskette und des Produktionslebenszyklus wurde bei Emag die Strategie EDNA (Emag DNA) aufgesetzt zur durchgängigen Gestaltung der Digitalisierung der Produktion.

Dazu wurde ein neues Bedienpanel entwickelt, das als schlankes, ergonomisch angeordnetes, intuitiv bedienbares Touch-Bedienfeld die Bedienerführung im Prozess optimal unterstützt. Im Gesamtpaket EDNA bietet Emag flexible Lösungen an für

• vernetzte Maschinen und die dazu notwendige Software (IoT)
• komplette Prozessauslegung
• Datenanalyse zur Optimierung der Fertigungsprozesse (Service)
• Unterstützung bei der Digitalisierung der Fertigung (Service)

In diesen Themen hat Emag einen umfangreichen und detaillierten Katalog in der digitalen Vernetzung von Sensor-, Betriebs- und Produktionsdaten aufgebaut. Hier werden nicht nur Sensorsignale ausgewertet, sondern Verknüpfungen im gesamten Betriebsablauf geschaltet, die einen Mehrwert für den Kunden generieren.

Alle Datenerfassungen in den Schwerpunkten sind natürlich auf Emag-Produkte zugeschnitten und helfen dem Kunden, die Produktivität in seinen Prozessen zu steigern.

In der Steuerungsoberfläche EDNA HMI Lite lassen sich jegliche für den spezifischen Fertigungsprozess notwendigen Applikationen integrieren und erweitern.

Im EDNA HMI 4.0 ist die Vernetzung im gesamten Produktionsablauf im Betrieb möglich, auch die Erweiterung mit neuen Features und System-Updates und die Bereitstellung aller Daten auf dem Kunden-Server.

Service/TCO

Neben der normalen Verfügbarkeit im Servicebüro von 7:00 bis 17:30 Uhr kann man zusätzlich rund um die Uhr eine Servicefachkraft erreichen, was natürlich für einen Kunden mit dreischichtigem Fertigungsprozess hervorragend ist. Mit den vorhandenen Analyse-Tools und der direkten Online-Zuschaltung auf die diversen Archive im Hause sind die Emag-Fachkräfte vor Ort sehr gut unterstützt. Sie melden direkt alle Ergebnisse ihres Einsatzes in die Datenbank zurück.

Zahlen+Fakten

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Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Emag; Vertikaldrehmaschine VL 4

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