Weisser Artery M-2 TM Gesamtansicht

Die Artery M-2 TM hat eine kompakte, flächenoptimale Aufstellung und gute Zugänglichkeit bei Bedienung und Wartung. - Bild: fertigung

| von Edwin Neugebauer
Aktualisiert am: 05. Dez. 2019

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.

Weisser Atery M2-TM Schlitteneinheit
Die Maschine hat steife Schlitteneinheiten (GGG55) und ein schwingungsdämpfendes Bett (mit Formsand gefüllt). - Bild: fertigung

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).

Werkzeugschleifer des Jahres 2020

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

Weisser Atery M2 TM Arbeitsraum
Im Arbeitsraum sind die Einheiten mit Leitblechen voll verkleidet für guten Spänefall. - Bild: fertigung

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.

Weisser Atery M2 TM Achskinematik
Hauptspindel und Gegenspindel und alle Achsantriebe sind baugleich. - Bild: fertigung

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.

Automatisierung

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.

Mietmodell

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.

Bearbeitung

Weisser Atery M 2-TM Produkion NAS-Abnahmewerkstueck
Beim Maschinen-Check wurden NAS-Abnahmewerkstücke produziert. - Bild: fertigun

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.

Steuerung

Weisser Atery M2 TM Bedienpanel
Das Weisser-Bedienpanel mit MehrfensterTouch-Display bietet dem Bediener optimale Unterstützung. - Bild: fertigung

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.

Service/TCO

Weisser Atery M2 Tm Wartungsgang hinten
Die Rückwand ist für eine Aufstellung direkt an der Wand konzipiert. Für Wartungsarbeiten ist dafür im hinteren Bereich ein Steg installiert. - Bild: fertigung

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

Meine Meinung

Mit der neuen Baureihe Artery ist Weisser die Ergänzung seines Produktportfolios voll gelungen. Jahrzehntelange Dreherfahrung spiegeln sich im steifen, stabilen Aufbau der Maschine wider. Hochwertige Komponenten, der Anspruch, die Maschine auf „mechanisch Null“ zu bauen, was durch einen Eigenfertigungsanteil von > 90 Prozent untermauert wird, und die Integration von diverser Sensorik sind die Basis für eine Bearbeitung mit Langzeitgenauigkeit. Die Maschine ist leistungsstark und hat eine bemerkenswerte Laufruhe. Im Service ist Weisser vorbildlich und wertet auch Daten von Serviceeinsätzen konsequent aus. Edwin Neugebauer

Zahlen+Fakten

Dreh-Fräszentrum Artery M-2 TM von J.G. Weisser Söhne
Spindeldurchlass (mm)
Drehzahl-Hauptspindel 5.700 min -1
Leistung / Drehmoment 24 KW; 191 Nm
Drehzahl-Gegenspindel 5.700 min -1
Leistung/Drehmoment 24 KW; 191 Nm
Spannfutterdurchm.; HS/GS 390 mm
Werkzeugträger, oben
SchlittenwegX/Y/Z 500 / +130 - 80 / 1200 mm
Anzahl WZ 12
Eilgang X/Y/Z 40/40/45 m/min
Frässpindel; HSK T 63 12.000/20.000 min -1;20 KW /100 Nm
Werkzeugmagazin 38; opt. 102 WZ
Werkzeugträger, unten
Anzahl WZ 12
Spannfutter VDI 40; BMT 65
Schlittenweg X/Y/Z 200 / 210 / 1200 mm
Drehmoment/Leistung bis 28,5 KW/85 Nm
Steuerung Sinumerik 840 D,sl; Sinumerik one
Grundfläche (mm) 5900x2490x2400
Gewicht 15 t
Preis (Euro) Standardmasch. ohne Peripherie ca. 450.000 €


Auf einen Blick: Dreh- Fräszentrum Artery M2 TM von Weisser

Stärken:

  • langjährige Drehkompetenz bei Weisser
  • vibrationsdämpfendes, steife Monoblock-Maschinenbett
  • steife Schlitten- / Spindeleinheiten
  • leistungsstarke Frässpindel
  • Langzeitgenauigkeit
  • Eigenfertigungsanteil größer 90 Prozent
  • flächenoptimaler Footprint
  • Maschinenlayout nach Kundenbedarf
  • Bedienpanel nutzenorientiert
  • umfangreiche Sensorik i.d.Maschine
  • Einbau hochwertiger Komponenten
  • Service vorbildlich
  • Servicedatenauswertung konsequent

Schwächen:

  • Artery-Baureihe seit 2018 am Markt

Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl 
erreichte
Punktezahl
Weisser Artery M-2 TM
Laser EX
Maschineninbetriebnahme 25,00 21,25
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 8,75
Nachweis Bearbeitungsqualität 2,50 2,50
Achsenvermessung 2,50 2,50
Einweisung Anwender 7,50 7,50
Wartungsfreundlichkeit 100,00 97,00
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 25,00
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 35,00
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 15,00
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 12,00
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 10,00
Automatisierung 100,00 97,00
Werkstückspannung/Werkzeugspannung 30,00 30,00
Bedienung - Maschine /Teilehandling 30,00 27,00
Maschinenstart/Referenzfahren 40,00 40,00
Steuerung 50,00 44,00
Steuerung / Komfortfunktionen 30,00 30,00
Kollisionsbetrachtungen 20,00 14,00
Umrüstfreundlichkeit 50,00 49,00
Werkstückspannung/Werkzeugspannung 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Teilebeschickung/-entnahme 10,00 9,00
Service 75,00 70,50
Verfügbarkeit Servicepersonal 30,00 30,00
Ersatzteillager / Anfertigung von Ersatzteilen 22,50 22,50
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit 15,00 12,00
Wartungsverträge 7,50 6,00
TCO 85,00 73,10
Analyse Kostentreiber vorhanden 34,00 27,20
Bewertung und Zahlen: Ausfallzeiten / Reparaturzeit 34,00 30,60
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 15,30
Vertragsgestaltung 15,00 12,00
Garantiezeit 5,00 4,00
Zahlungsbedingungen 5,00 4,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 4,00
Summe 500,00 463,85


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: J.G. Weisser Söhne Artery M-2 TM


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis Job 1 Maschinenaufstellung: 1 Tag; Inbetriebnahme/Testteil 1Tag; Kundenteil 1Tag; in Summe: 3 Tage
Nachweis Bearbeitungsqualität durch Normteil z. B. eigenes NAS Teil, oder Kundenteil
Achsenvermessung Maschine wird mit eingeschränkten Toleranzen montiert, somit sind normalerweise keine Kompensationsmodelle für die Achsen X,Y,Z notwendig. Alle Achsen sind mit direktem Wegmesssystem versehen. Eigene Achsenvermessung durch Laserinterferometer; Taori Vermessung.
Einweisung Anwender Schulungsangebot vor Maschinenauslieferung beim Lieferanten (z.B. 1 Woche); 3 Tage Schulung beim Anwender nach erfolgter Abnahme inklusive.
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleißteilen Große Türen, welche ohne Werkzeug geöffnet werden können, zusätzlich ist ein Wartungsgang integriert. Alle Verschleißteile sind von der Bedienerseite zugänglich. Frässpindel von vorne tauschbar innerhalb von 60 min.
Zugänglichkeit bei Störungen Zentralisierung Hydraulik, Pneumatik, Schmierung und Kühlung im Wartungs-Container mit zweiseitigen Türen zugänglich. Durch die IO-Link-Technik können alle Einstellungen am Bedienpult überwacht und eingestellt werden.
Hauptspindel-Austauschzeit Frässpindel: 0,5 Std.; Cartridge-Bauform; Ab- und Anbau der Drehdurchführung und Spannmittelkomponenten sowie Ausrichten 3 Std.; Spindel Aus- und Einbau 2,5 Std.
Austauschzeit ¬- Vorschubkomponenten Achsantrieb: 1,5 Std.; Kugelrollspindel: im Durchschnitt 3 Std. Inbetriebnahme: 1Std.
Automatische Überwachungsfunktionen Temperaturüberwachung: Raumtemperaturfühler, Hauptspindellager, Frässpindellager, Gegenspindellager, Vorschubmotoren-Hydraulik, Schwingungssensoren in Hauptspindel, Gegenspindel, Frässpindel, Überwachung für Schmierung; Schneidenverschleiß etc.; Kühlung vorhanden für Hauptspindel-Gegenspindel, Frässpindel, B-Achse, X Achsenmotor und Hydraulikaggregat.
     
AUTOMATISIERUNG
Auslegung - Werkstückspannung/Wendeeinrichtung Wahlweise Hohl-Vollspannzylinder Spindelbohrung 80 mm Stangendurchlass 65mm Spannzangenfutter (Druck oder Zug) -> einfacher Spannzangentausch 3-Backen-Kraftspannfutter für Einlegeteile, auf Kundenwunsch mit Backen-Schnellwechsel-System, Werkzeugrevolver: Sauter Servo-Revolver, bis zu 12 angetriebene Werkzeuge möglich. Variante Torquedrive oder Speeddrive VDI 40 oder BMT 65
Bedienung - Maschine; Teilehandling Handbedienung, Automatiktüre, Roboterbeladung, Be-/Entladehandling, Werkstücktransportband durch die Maschine. Kranbeladung etc.; Stangenlader
Maschinenstart/Referenzfahren Einfahrstrategie mit Messtaster, somit erstes Teil gut. Messtasterzyklus 3 min.
     
STEUERUNG
Steuerung / Komfortfunktionen Siemens 840D sl oder Sinumerik one Multitouch, Weisser Bedienpanel, Mehrfenster-Bedienung am Panel, Option: Kamera auf Panel, alle Siemens-Optionen verfügbar. Zusätzlich: Weisser Werkzeugverwaltung etc.; Schneidenradiuskompensation, Übernahme Schneidenkorrektur, etc.
Kollisionsbetrachtungen In Verbindung mit Sinumerik one Kollisionsbetrachtung über Postprozess, Digial Twin.
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität-Spannfutter Abhängig vom Spannmittel, Spannzangentausch innerhalb einer Minute an der Haupt- und Gegenspindel
Einrichteaufwand Gute Zugänglichkeit von Bedienseite; Bediener wird durch Steuerung unterstützt, Kollisionscheck etc. Zeitaufwand für Einrichten neues Teil: 2 Std.
Teile-Zuführung/Werkzeugmagazin Entladehandling mit zwei unabhängigen Greifern, einer für Hauptspindel und einer für Gegenspindel. Werkzeugmagazin mit bis zu 102 Werkzeugen. Zugänglichkeit von der Bedienerfront.
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Hotline: Mo. bis Do. 6.00 bis 18.00 Uhr; freitags bis 16.00 Uhr; danach Weiterschaltung auf Mobil-Nr.; 24 Std. Service; vor Ort innerhalb Deutschland: 4 Std.; Eingriff über Modem auf Steuerung mögl. Cloud-Lösung mit Zugriff- und Analysemöglichkeiten.
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen umfangreiches Ersatzteillager on the road, z.B. Spindeln, Lager, KGR etc.; Anfertigung von Teilen in 24 Std möglich.
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit Komplette Maschinenverfügbarkeit über Internet via Cloud oder Modem abrufbar.
Wartungsverträge Angebot möglich; spez. Konditionen nach Kundenwunsch
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden alle Kostentreiber-Bauteile und deren Ausfallhäufigkeit im Produkt bekannt
Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten Durch den Einsatz von großdimensionierten Linearführungen wurde die Lebensdauer erhöht und somit die Ausfallzeiten verringert.
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Entwicklungskooperationsverträge mit Referenzkunden abgeschlossen.
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit 1 bis 6 Jahre ohne Schichtbegrenzung
Zahlungsbedingungen Auftragserteilung-Fertigstellung/Maschinenabnahme beim Lieferanten; betriebsbereite Maschine beim Kunden 30/60/10; alternativ Pay per use; nutzungsabhängiges Mietmodell schon ab 38 Cent pro Minute
TCO-Prozess fixiert TCO in Verträgen fixiert bei pay per use.
     
zusätzlicher Punkt aus Sicht Lieferant
Aufstellung Direkt-vor-der-Wand-Konzept, Ziel: Maschinenaufbau mechanisch Null, d.h. keine Kompensation in der Achskinematik, im Branchenvergleich kleinste Aufstellfläche, Nachrüstmöglichkeit von Torque und Drive Konzept beim Werkzeugrevolver
OSP - P300A Steuerung Komfortausstattung, Okuma-eigene Steuerung