Dreh-Fräszentrum Artery M-2 TM von J.G. Weisser Söhne GmbH & Co. KG

Mit dem langjährigen Know-how in der Drehbearbeitung ist eine komplett neu konzipierte Baureihe entwickelt worden, die auf der AMB 2018 vorgestellt wurde.

Die Highlights der Artery liegen bei den auf Steifigkeit und Langzeitgenauigkeit ausgelegten Grundbaugruppen, den leistungsstarken Spindeln, dem flächenoptimalen Footprint, den diversen installierten Sensoren zur perfekten Prozessteuerung und dadurch auch nachfolgend visualisierbaren Ergebnissen und der Automatisierbarkeit bei Werkzeug- und Werkstückwechsel.

Maschinenaufbau

In der Auslegung der Baugruppen der Artery-Baureihe ist das Ziel der Neuentwicklung, eine steife, auf Langzeitgenauigkeit konzipierte Maschine zu bauen, klar erkennbar. Schon die Namensgebung mit – Artery – (Arterie/Herzblut) zeigt die tief verwurzelte Identifikation mit dem Produkt. Alle tragenden Baugruppen wurden FEM gerechnet und mit im eigenen Haus durchgeführten Modalanalysen auf dynamische Steifigkeiten hin ausgelegt. Der Eigenfertigungsanteil in den mechanischen Hauptbaugruppen liegt bei über 90 Prozent, nur Werkzeugrevolver und Peripherieaggregate sind Kaufteile.

Das Maschinenbett besteht aus einer Monoblock-Gusskonstruktion im Inneren aufgefüllt mit Formsand, was durch innere Reibung der Sandpartikel zur Absorbierung von Vibrationen führt. Die Schlitten- und Trageinheiten für Revolver und Spindeln sind in GGG50 ausgeführt. Von Langzeitstabilität und Tragfähigkeit zeugt auch der groß dimensionierte Abstand bei den Führungsleisten und die Verwendung der höchsten Güteklassen bei den Rollen-Linearführungen und Kugelgewindetrieben.

Ein wichtiger Anspruch bei Weisser liegt darin, den Achsaufbau bei "mechanisch Null" zu erzielen, so dass elektronische Kompensationen in der Achsinterpolation nahezu wegfallen.
In der Konfiguration "seiner Maschine" hat der Kunde vielfältige Optionen, von einem reinen Drehzentrum mit zwei Werkzeugträgern, mit oder ohne Gegenspindel/Reitstock oder auch als Dreh-Fräszentrum mit leistungsstarker HSC-Fräspindel (Y/B-Achse).

Der untere Werkzeugträgerschlitten ist zweiachsig, der obere dreiachsig ausgeführt, an dem bei der Dreh-Fräsmaschine die Frässpindel integriert ist.

Wesentlich zur Realisierung einer hochgenauen Bearbeitung ist das vorhandene Kühlsystem an den wärmeerzeugenden Aggregaten. Das bezieht sich auf alle Spindeln, die Torqueantriebe der Werkzeugträger und die Motoren für die beiden X-Achsen. Im Genauigkeitskonzept der Maschine ist auch die umfangreich vorhandene Sensorik mit eingebunden, denn alle Spindellager sind mit Temperatur- und Schwingungsaufnehmern ausgerüstet. Diese Informationen werden genutzt, zum Beispiel im Anlaufstadium bei Arbeitsbeginn, um den Wärmegang zu kompensieren und die geforderten Werkstückqualitäten zu erreichen.

Schon in der Auslegung der Maschine waren für Weisser die Verwendung hochwertiger Komponenten, Einsatz von Gleichteilen und die flächenoptimale Auslegung wichtige Zielgrößen. So sind die Haupt- und Gegenspindel identisch, und bei einer Maschinenaufstellung, Rücken an Rücken, können gleiche Einheiten verwendet werden, das heißt linke und rechte Maschinen sind baugruppengleich aufgebaut. Alle Motoren an den Achsantrieben sind gleich. Bei den Antriebsriemen für die Kugelgewindetriebe sind spezielle hochfeste Karbonriemen im Einsatz, die wenig Verschleiß haben, hohe Beschleunigungswerte und Drehmomente übertragen und somit die Performance der Maschine erhöhen. Die Maschinen können direkt mit dem Rücken an die Wand gestellt werden. Als Wartungszugang ist dafür ein mit Rosten belegter Steg im Rückraum hinter dem Maschinenbett installiert, über den dann Instandsetzung und Wartung möglich sind. Alle Wartungselemente sind in einem mit Kunststoffscheiben ausgestatteten Schrank untergebracht, von außen direkt zugänglich. Weisser hat mit Referenzkunden Entwicklungskooperationsverträge, die ermöglichen, erste Erkenntnisse aus dem Serieneinsatz von Neuprodukten direkt in Produktverbesserungen einfließen zu lassen.

Bei der Werkzeugversorgung, der mit einer Frässpindel (B-Achse) ausgestatteten Maschine ist ein Kettenmagazin mit maximal 102 Plätzen vorhanden. Der Werkzeugwechsler realisiert eine Span-zu-Spanzeit von etwa 8,5 s. Als Werkzeugaufnahme dient ein HSK-T-63-Spannschaft, mit dem auch normale HSK-A63-Aufnahmen verwendet werden können. Der untere Werkzeugträger/Revolver ist mit 12 Werkzeugen bestückbar, die jeweils auch angetrieben eingesetzt werden können. Hier kann der Kunde zwischen einer "Torque drive" (bis zu 85 Nm) oder "Speed drive (bis zu 12 000 U/min)"-Version auswählen. Bei Bedarf ist die Maschine mit einem Stangenlader ausrüstbar.

Weisser bietet die Maschine im Modell "pay-per-use" an, wobei die Miethöhe durch die reale Nutzung der Maschine bestimmt wird. Bei höherer Einsatzdauer, sprich Auslastung, sind die Mietkosten entsprechend höher. Damit entsteht sozusagen eine Synchronität zwischen "Aufwand und Ertrag".
Alle Einsätze des Service sind in der Miete includiert. Dies heißt, dass sinnvollerweise Serviceeisätze und Ersatzteilkosten minimiert werden müssen und damit Ausfallraten und Verschleiß der Baugruppen schon in der Auslegung der Maschine maßgeblich berücksichtigt wurden.

Beim Maschinen-Check wurde die Komplettbearbeitung von Demoteilen (NAS-Teil) gezeigt. Erstaunlich war die Laufruhe auch bei Schruppbearbeitung. Weisser stellte dar, dass zur Zeit bei allen auszuliefernden Maschinen 25 NAS-Teile bearbeitet werden und davon die Maschinenfähigkeit (cmk-Wert) ausgewertet wird. Die erzielten Genauigkeiten am Werkstück bei Koaxialitäten/Planparallelitäten liegen bei < 0,01 mm. Sehr gut ist auch die Auskleidung des Arbeitsraums für gute Späneabfuhr.

Auch interessant: "Mittelstand fördern – Bürokratie abbauen"

Im Steuerungsumfang setzt Weisser auf Siemens beim Einbau von 840D sl oder Sinumerik One Multitouch, die ab 2020 am Markt sein wird. Die Steuerungsoberfläche wird auf einem Touchscreen visualisiert. Hier war Weisser einer der Vorreiter beim Einsatz von Touch-Panels zur Werkzeumaschinenbedienung. Direkte Schaltelemente sind bis auf Not-Aus und Potentiometer-Drehsteller eliminiert.
Der Informationsinhalt, der auf dem Display angezeigt wird und verfügbar ist, Weisser nennt dies "360°-Diagnosezentrum", ist umfangreich und entspringt aus der vielfältigen Sensortechnik in der Maschine.
Die komprimierten Daten können cloudbasiert zur Verfügung gestellt werden und in teilweise noch nicht endgültig durchprogrammierten Algorithmen den einzelnen Nutzerebenen im Betrieb zur Verfügung gestellt werden. Industrie-4.0-Standards werden mit dem vorhandenen Datenvolumen vollumfänglich abgebildet.

Die Bereitschaft im Service ist vorbildlich. Hotline-Erreichbarkeit läuft "rund-um-die-Uhr" bis samstags 12.00 Uhr. Auch bei der Zeit von Störungsmeldungseingang bis zum Einsatz vor Ort innerhalb Deutschland gibt Weisser 4 h an. Die Serviceberichte der Fachkräfte werden zwar noch von Hand in ein ERP-System im Betrieb übertragen, aber konsequent werden vierteljährlich, und dies seit 2008, Auswertungen gefahren, die Schwerpunkte von Ausfallhäufigkeiten der Bauteile aufzeigen. Sehr ausführlich konnte das Vorgehen bei signifikanten Bauteilausfällen gezeigt werden. Über einen 8-D-Report wird die Ausfallursache detailliert analysiert, auch bei Bauteilen von Lieferanten, die dann verpflichtet sind, gleichartig zu rapportieren. vg

Auch interessant: Die aktuellen Stahlpreisindizes im Überblick

Auch interessant: Konnten sich Trockenbearbeitung und MMS durchsetzen?

Auch interessant: Warum sich XXL-Investitionen in Großmaschinen lohnen

Auch interessant: Wie steht es um die Nachfolgeregelung für Ihr Unternehmen?