Fahrständer Fräs-, Dreh-, und Bohrcenter. - Bild: Bimatec Soraluce

Die Fahrständer Fräs-, Dreh-, und Bohrcenter von Bimatec Soraluce haben sehr flexible Ausstattungsmöglichkeiten. - Bild: Bimatec Soraluce

In der umfangreichen Produktpalette bei Bimatec Soraluce findet jeder Kunde eine für seinen Bearbeitungsumfang und Fertigungsanforderung passende Maschine, die dann noch spezifisch konfigurierbar ist.

Die FP 8000 hat ihre Highlights in der stabilen, schwingungsdämpfenden Gusskonstruktion, bei der steifen Ausführung im Frässchieber mit hydromechanischen Dämpfungsschlitten, im großen Spektrum an einsetzbaren Fräs- und Bearbeitungsköpfen, bei vielen Optionen an praxistauglichen Prozessoptimierungstools auf der Steuerung, im guten Handling bei Bedienung und in der Automatisierung.

Maschinenaufbau

Seit Jahrzehnten baut Soraluce bei den Maschinen die Hauptbaugruppen wie Tischeinheit, Verfahrschlitten mit Ständer, Bearbeitungseinheit und Bearbeitungskopf in einer Graugussausführung (GGG70/GG30). Wichtige Gründe dafür sind: durchgängige Faserverläufe im Bauteil, dadurch homogeneren Verlauf im Temperaturverhalten, homogener Kraftfluss und Frequenzverlauf, gutes Dämpfungsverhalten – all das bewirkt, dass keine elektronischen Kompensationen nötig sind.

Die feststehende Tischeinheit wird über Fixatoren im Fundament gesichert und kann verschiedenartig aufgebaut sein, durchgängig als Tisch, zweigeteilt mit Drehtisch oder auch mit NC-Verschiebetisch und Plattenfeld. Die in X-Richtung verfahrbare Ständereinheit trägt die Vertikalachse, Y-Achse und den ausfahrbaren Frässchieber (RAM, Z-Achse).Optional kann in den Frässchieber eine Pinole integriert werden.

Wesentlich ist, dass der Verfahrschlitten und der Ständeraufbau eine Monoblockeinheit darstellt, die FEM-gerechnet ist, wie alle anderen Hauptbaugruppen auch, und in Bezug auf Torsionsverhalten und Verbiegung optimal ausgelegt ist. Die Ständereinheit wird über einen Zahnstangenantrieb mit zwei Motoren im Masterslave Verfahren gefahren.

Der Schlitten des Frässchiebers. - Bild: Bimatec Soraluce
Der Schlitten des Frässchiebers ist mit hydromechanischen Elementen zur Schwingungsdämpfung bestückt und läuft auf einer 6-fachen Linearwälzführung. - Bild: Bimatec Soraluce

Eine wichtige Komponente für Steifigkeit und Genauigkeit im Führungsverhalten ist die INA-Rollenlinearwälzführung. Sie wurde 1991 gemeinsam in einem europäischen Forschungsprojekt entwickelt, ebenso auch der hydromechanische Dämpfungsschlitten zur Erhöhung der Dämpfungseigenschaften. Dadurch kann die führungsumfassende und diagonale Krafteinleitung der Linearwälzführung auch bei Großmaschinen genutzt werden, prinzipiell ist die Krafteinleitung wie bei der früheren Schwalbenschwanzführung.

Dieses Konstruktionsprinzip wird in allen Achsführungen verwendet, dabei wird auf der Führungsleiste die maximal mögliche Anzahl an Führungsschuhen eingebaut. Auch die in allen Achsrichtungen optimierte Höhe der Führungsleisten in Verbindung mit der INA-Rolle ermöglicht eine direktere Krafteinleitung und weniger Torsion. Der vertikal bewegte Frässchlitten wird durch einen Gewichtsausgleich entlastet und kann im Hub bis auf 3.200 Millimeter aufgefahren werden. Der Hub im horizontal bewegten Frässchieber (Z-Achse) beträgt 1.600 Millimeter.

Auf einen Blick: Fahrständer Fräs- und Bohrzentrum FP 8000 von Bimatec Soraluce

Stärken:

  • schwingungsdämpfende, homogene Guss-Maschinenstruktur
  • Thermostabilität
  • diverse, technologisch ausgereifte, praxistaugliche Bearbeitungsköpfe
  • viele kundenspezifische Sonderlösungen beim Maschinenlayout/Bearbeitungskopf
  • Genauigkeitsbearbeitung
  • RAM mit Dämpfungsschlitten
  • automatisierte Kalibrierzyklen
  • eigenentwickelte Technologien zur Prozessoptimierung
  • automatischer Wechsel von Fräsköpfen
  • ergonomische Aufbau Bedienkabine
  • eigener Fräskopf- und Spindelbau
  • sehr gute Servicebereitschaft
Automatische Kalibrierung des Fräskopfes. - Bild: Bimatec Soraluce
Automatische Kalibrierung des Fräskopfes durch die Dynamische Fräskopfkompensation (DHC). - Bild: Bimatec Soraluce

Im Verfahr- und Steifigkeitsverhalten des RAM hat Bimatec Soraluce einige technologische Feinheiten realisiert, die Bearbeitungsgenauigkeit und Zerspanungsleistung garantieren. Zum einen wird die Schwingungssteifigkeit durch einen von Bimatec Soraluce entwickelten, speziell mit hydromechanischen Dämpfungselementen bestückten Schlitten verbessert. Dies erhöht die Dämpfungswirkung während der Bearbeitung und erlaubt höhere Zerspanungsraten.

Des Weiteren wird bei voll ausgefahrenem RAM die Durchbiegung des Frässchiebers aufgrund der auskragenden Gewichtslast kompensiert. Dazu wird jeder einzelne Frässchieber mechanisch und nachvollziehbar ohne elektronische Kompensation, der Durchbiegung entsprechend, ausgeglichen, indem über maßlich abgestimmte Stellkeile segmentweise die Führungsleisten am Schieber entgegen der Durchbiegung fixiert werden. Um die Geradheit des Frässchiebers auch bei Einsatz eines Fräskopfwechselsystems, das heißt bei unterschiedlichen Fräskopfgewichten zu erreichen, wird ein Verstellsystem eingesetzt.

Das System kompensiert die Winkelabweichung des Frässchiebers zur Vertikalachse durch die Verstellung der Winkellage des Frässchiebers über eine NC-Achse.

Die Modellpalette von Bearbeitungsköpfen ist groß. - Bild: Bimatec Soraluc
Die Modellpalette von Bearbeitungsköpfen ist groß und beinhaltet etwa 300 Ausführungen. - Bild: Bimatec Soraluce

Fräsköpfe und Pinolen

Das Herzstück der Bimatec-Soraluce-Maschinen sind die Fräsköpfe und Pinolen. In unterschiedlichsten Ausführungen sind sie in großer Zahl vorhanden, sodass jeder Kunde ganz spezifisch für seinen Einsatzfall den passenden Fräskopf bekommt.

Ein Standard ist, dass alle Antriebe, Messsysteme aus dem Fräskopf in den Frässchieber verlagert und beide in einem steifen Verbund gestaltet sind. Dabei wird über eine Führungslänge von 150 Millimeter der Fräskopf im Schieber geführt, was mehr Stabilität bringt und geringere Hebelkräfte zur Folge hat. Das Drehen und Schwenken des Fräskopfes erfolgt über den Hauptantrieb, der hinten am Frässchieber platziert ist (Inline-Antrieb). Aus dieser Trennung ergibt sich eine äußerst kompakte Baugröße der Fräsköpfe.

Bis heute ist dies die Standardisierung, die auch beinhaltet, dass mit nur vier Anbindungsversionen alle Fräsköpfe am Schieber adaptiert werden können. Diese Anbindung ergibt sich aus den Leistungsklassen. Bei den Universal- und Orthogonalfräsköpfen sind es beispielsweise die Antriebsleistungen 37/46 Kilowatt.

Standard-Fräskopf. - Bild: Bimatec Soraluce
Der Standard-Fräskopf hat eine Leistung von 43/60 kW und wird über einen Inlinemotor angetrieben. - Bild: Bimatec Soraluce

Die standardisierte Adaption ist ein Hauptmerkmal, wo Bimatec Soraluce am Markt konkurrenzlos ist. Eine Besonderheit beim Verstellen des Fräskopfes ist die Möglichkeit, beim Schwenken des Fräskopfes (Teilen) variable Positionen anzufahren. Positioniert, das heißt mechanisch fixiert, wird der Fräskopf in einer Hirthverzahnung. Die Teilung im Hirth-Ring ist in Winkelschritten von 1 ° / 2,5 ° machbar oder auf Wunsch sogar stufenlos verstellbar. Im stufenlosen Betrieb wird die auf der Schieberseite liegende Hirth-Verzahnung durch einen Stellmotor auf Sollposition gefahren, in die dann der Fräskopf mit der auf der Fräskopfseite liegenden Hirth-Verzahnung eingezogen werden kann.

Der Vorteil ist, dass kein Verschleiß im Fräskopf die Positionsgenauigkeit über Jahrzehnte beeinflusst. Beim Freiformfräsen, beispielsweise auf homogenen Oberflächen, kann der Fräskopf über die Steuerung in der Interpolation mit den Achsen, also simultan verfahren werden.

Da die hochkomplexen Einheiten beispielsweise nach einem Crash längere Reparaturzeiten benötigen, stellt Bimatec Soraluce Leihköpfe zur Verfügung, damit der Kunde direkt weiterarbeiten kann.

Ablagestation auf dem Spanntisch. - Bild: Bimatec Soraluce
Für den automatisierten Wechsel von Bearbeitungsköpfen ist eine Ablagestation auf dem Spanntisch vor der Maschine installiert. - Bild: Bimatec Soraluce

Automatisierung

Zu einem flexiblen Einsatz der Soraluce Maschinen gehört eine Ablagestation für Fräsköpfe und Pinolen, in der die verfügbaren Bearbeitungsköpfe in einem vertikal orientierten Regal abgelegt werden. Sie ist wahlweise im oder außerhalb des Verfahrraums der Maschine platziert und wird von der Maschine automatisch angefahren.

Die funktionelle Adaption der Fräsköpfe an die Arbeitseinheit geschieht über eine Adapterplatte. Die konstruktive Gestaltung und funktionssichere Ausführung der Adaption zeigt, dass zusammen mit der Ablaufsteuerung der automatisierte Fräskopfwechsel bei Bimatec Soraluce ein langjährig gefahrener, prozesssicherer Vorgang ist.

Hier zeigen sich die Stärken von Bimatec Soraluce, denn das Gesamtpaket Maschine, Bearbeitung, Bedienung ist ‚aus einem Guss‘.

Der Werkzeugwechsel wird automatisiert aus einem Magazin mit bis zu 120 Werkzeugen oder wahlweise über Tool-Arenen mit 200 bis 1.000 Magazinplätzen durchgeführt.

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check konnte durch einen Frästest die hohe Zerspanungsleistung der Maschine eindrucksvoll demonstriert werden. Beeindruckend war, dass bei eingezogenem und auch bei voll ausgefahrenem RAM die Zerspanungsparameter gleich gehalten wurden. Gefräst wurde ein CK4 -Material bei 100 Prozent Leistungsaufnahme am Spindelantrieb.

In einer weiteren Demo wurden die vielseitige Einsatzbarkeit der Maschine und der automatisierte Fräskopfwechsel gezeigt.

Bearbeitung beim Maschinen-Check. - Bild: Bimatec Soraluce
Bearbeitung beim Maschinen-Check. Material: CK4 Messerkopf-Durchmesser Ø 125 Millimeter, Schneidenzahl: fünf, ap = zehn Millimeter, ae = 85 Millimeter, fz = 0,33 Millimeter, Q = 1.020 cm³/min. - Bild: Bimatec Soraluce

Steuerung

Als Steuerungen kommen Heidenhain TNC 640 und Sinumerik one zum Einsatz.

Bimatec Soraluce hat für die Maschinenpalette eine Vielzahl von Technologien entwickelt, die Werkstückgenauigkeit, Produktivität und Bedienkomfort im Prozess erheblich steigern.

DAS+ verhindert das klassische Rattern während der Bearbeitung durch Aktivieren von Aktoren im RAM, die den entstehenden Schwingungen entgegenwirken. Adaptive Control bewirkt eine automatische Anpassung und Optimierung der Vorschubgeschwindigkeit an die jeweilige Bearbeitungssituation. Accura Heads dient der automatischen Prüfung und Korrektur der Fräskopfkinematik zur Verbesserung der Genauigkeit. RAM Balance, ein patentiertes Durchhangkompensationssystem misst im Prozess und garantiert die Geradheit, Parallelität und Ebenheit bei der Bearbeitung in jeder RAM-Position. VSET und DWS unterstützen den Bediener beim Spannen und Ausrichten des Werkstücks und eliminieren Schwingungen am Werkstück.

Service/TCO

Der Service ist täglich zwölf und an Wochenendtage je 8,5 Stunden lang besetzt. Ziel ist, dass der Techniker am gleichen oder nächsten Tag beim Kunden eintrifft. Ein anspruchsvoller und vorbildlicher Service.

Die regionale Servicebusflotte von acht Fahrzeugen ist im Einsatz voll aufgerüstet mit über 1.000 Ersatz- und Verschleißteilen und einzigartig in diesem Marktbereich. Kurze Wege und eine schnelle Reaktion sind die Vorteile für die Kunden. Im Werk Limburg befindet sich ein umfangreiches Ersatzteillager mit über 180.000 Teile und für die Kunden von Fräszentren sind 66 Leihfräsköpfe verfügbar, die nach jedem Einsatz komplett zerlegt, wieder aufgebaut werden und als „neuer Fräskopf“ verfügbar sind.

Mit diesen Ressourcen kann sicher jeder Kunde zufrieden sein.

Meine Meinung

Die Bimatec-Soraluce-Maschinen sind im wahrsten Sinne „aus einem Guss“. Beginnend in der durchgehenden Verwendung eines schwingungssteifen Graugusses bei den Baugruppen über die technologische auf Genauigkeitsbearbeitung ausgerichtete Ausführung der Achsbaugruppen bis zu den eingesetzten Prozessoptimierungstools und den After-Sales-Leistungen, kann der Kunde auf Know-how und Ausführungsqualität bauen. Die FP 8000 ist flexibel einsetzbar, herausragend sind die Möglichkeiten im Einsatz der Fräskopftechnologie. Verfügbare Fräsköpfe und Pinolen, auch Sonderausführungen, bilden das Herzstück und sind ein Highlight bei Bimatec Soraluce. Der Service mit optimaler Verfügbarkeit und die Fräskopf-Instandsetzung und Versorgung mit Leih-Fräsköpfen ist vorbildlich.

Edwin Neugebauer

Zahlen+Fakten

Maschinendaten Bimatec Soraluce FP 8000
Arbeitsraum (Millimeter) 8.000 x 2.600/3.200 x 1.600/1.800 (Z 1000 plus mit Pinole 800)
Eilgang X-Y-Z-Achse 35 m/min
Fräskopf Diverse Fräsköpfe + Pinolen; > 300 Modelle
Fräskopf Teilung: 1°, 2,5°, 0,001° und Simultan
Pinole Ø 130 / 150 Millimeter,
Pinole W-Achse 800 Millimeter
Karussell-Drehtisch, Torqueantrieb Ø 2.000 Millimeter / acht Tonnen / Drehzahl 400 min-1
Karussell-Drehtische Ø 2.500 bis 3.500 Millimeter / 40 Tonnen / Drehzahl 150 min-1
NC Drehtsiche mit Verschiebeachse Ø 2.000 bis 5.000 Millimeter / 15 bis 100 Tonnen / V-Achse 1.000 bis 3.000 Millimeter
Hauptspindel 43 / 60 Kilowatt über Inlinemotor
Drehzahl/Drehmoment 4.000 bis 7.000 min-1 / 900 bis 1.962 Newtonmeter
Werkzeugaufnahme SK 50 / HSK-A 100
Werkzeugmagazin 40 bis 500 Werkzeuge
Steuerung Heidenhain TNC 640 / Siemens Sinumerik ONE
Grundfläche Ausrüstungsabhängig
Gewicht Ausrüstungsabhängig
Preis Ausrüstungsabhängig



Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl 
erreichte
Punktezahl
Bimatec Soraluce FP 8000
Maschineninbetriebnahme 25,00 22,50
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 10,00
Nachweis - Bearbeitungsqualität 2,50 2,50
Achsenvermessung 2,50 2,50
Einweisung Anwender 7,50 7,50
Wartungsfreundlichkeit 100,00 95,00
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 25,00
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 31,50
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 15,00
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 13,50
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 10,00
Automatisierung 100,00 97,00
Maschinenstart/Referenzfahren 30,00 27,00
Bedienung/Beschickung 30,00 30,00
Aufwand für Werkstückspannung/Teiletransport 40,00 40,00
Steuerung 50,00 48,00
Steuerung/Komfortfunktionen 30,00 30,00
Kollisionsbetrachtungen 20,00 18,00
Umrüstfreundlichkeit 50,00 50,00
Flexibilität Spanntisch 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Mehrfachspannung/Model-mix 10,00 10,00
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 62,90
Analyse - Kostentreiber vorhanden 34,00 23,80
Bewertung/Zahlen f. Ausfallzeiten/Reparaturzeit 34,00 23,80
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 15,30
Vertragsgestaltung 15,00 12,00
Garantiezeit 5,00 5,00
Zahlungsbedingungen 5,00 4,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 3,00
Summe 500,00 457,90


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Bimatec Soraluce Zerspanungstechnologie GmbH; FP 8000


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis job1 Maschinenaufstellung circa sechs Wochen + elektronische Inbetriebnahme eine Woche. In Summe circa 35 Werktage
Nachweis - Bearbeitungsqualität Intern bei jeder Vorabnahme, Leistungstest, Material F-114 (45), Festigkeit 60-70 kg/mm², Werkzeug Planfräser. Werkstücke je nach Kundenanforderung
Achsenvermessung Laservermessung gemäß VDI-DGQ3441; Geometrievermessung nach DIN ISO 10791-3; Kreisformmessung Renishaw Ballbar -Test
Einweisung Anwender Ein Tag Wartungseinweisung / extra leicht erreichbare und sichtbare Wartungsstellen (Red-Dot Award 2016 in Funktionalität gewonnen). Optional: Bis zu drei Tage Elektroniker Schulung; bis zu zwei Tage Mechaniker Schulung; Produktionsbegleitung, je nach Aufwand; Anwenderschulung, je nach Aufwand
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleissteilen Große, leicht demontierbare Blechteile und Rollos; alle Verschleißteile im Innenraum der Maschine erreichbar ohne Hilfsmittel und Demontage von zusätzlichen Maschinenteilen
Zugänglichkeit bei Störungen Grundsätzlich leicht zugänglich, gegebenenfalls stehen Teile hinter Wartungszugangstüren
Hauptspindel-Austauschzeit Bezogen auf Hauptspindelwelle: 1,5 Stunden Demontage / zwei Stunden Montage (Fräskopf nach Ausbau wieder einjustieren)
Austauschzeit ¬- Vorschubkomponenten Vertikal- oder Schieberachse Tauschbarkeit mit Demontage / Montage je circa sieben Stunden; Austauschbarkeit Antriebe X-Achse circa fünf Stunden
Automatische Überwachungsfunktionen Möglich durch Industrie 4.0 / Smart-Maschine: Vorsorgliche Auswertung von Verschleißteilen
     
AUTOMATISIERUNG
Aufwand für Werkstückspannung/Teiletransport Krantransport: Werkstückgewichte von 300 Kilogramm bis 100 Tonnen
Bedienung/Beschickung/Werkzeugwechsel Hauptzeitparalleles Austauschen von Werkzeugen
Maschinenstart/Referenzfahren X-Achse: maximal 100 Millimeter; Y- und Z-Achse: maximal 50 Millimeter
     
STEUERUNG
Steuerung/Komfortfunktionen Heidenhain TNC 640: Spezielle Optionen wie: Adaptive Control, Interpolationsdrehen Soraluce, ACCURA HEADS, DAS Dynamics Active Stabilzer / SSV "Spindle Speed Variation" / SST "Spindle Speed Tuning"
Kollisionsbetrachtungen DCM Dynamic Collision Monitoring
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität - Werkstückwechsel Pendelbearbeitung und Palletiersystem möglich
Flexibilität - Werkstückwechsel Horizontales und Vertikales Wechseln möglich
Einrichteaufwand Optimiertes Einrichten durch VSET möglich
Teilebeschickung/Mehrfachspannung/Model-mix Pendelbearbeitung, Nullpunktspannsysteme und Vollautomatisierung durch Palletiersysteme möglich
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Servicereaktionszeit innerhalb von 24 Stunden / Servicehotline von 07:00-19:00 Uhr an Werktagen und von 08:00-16:30 Uhr an Wochenenden und Feiertagen besetzt. Ziel: Techniker am gleichen / nächsten Tag (heute bereits über 65 Prozent der Fälle) vor Ort beim Kunden wenn erforderlich
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen Umfangreiches Ersatzteillager zum Beispiel Spindel, Lager, KGR etc., Anfertigung von Teilen in 24 Stunden
Teilezeichnungen-Archiv, Internetverfügbarkeit Online-Shop im Aufbau (ab Oktober 2021 verfügbar)
Wartungsverträge Werden auf Kundenwunsch angeboten. 35 Prozent der Kunden nutzen Wartungsverträge
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden Alle Kostentreiber- Bauteile (Ausfallhäufigkeit) im Produkt bekannt
Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten Im Durchschnitt erreichen wir über 97 Prozent Verfügbarkeit bei unseren Kunden. In allen Verträgen ist über 95 Prozent Verfügbarkeitsgarantien im Standard enthalten.
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Grundsätzlich wird dies mit den vorhanden Kunden durchgeführt. Beispiel: Erweiterung der Maschine / Zugänglichkeit Wartungsbereiche / Modulbauweise der Maschine und dadurch erhöhte Ersatzteilverfügbarkeit in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt.
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit Bis 36 Monate ohne Lauf- und Schichtbegrenzung / fünf Jahre auf alle INA-Linearwälzführungen
Zahlungsbedingungen 30 Prozent bei Auftragsbestätigung gegen Bankbürgschaft / 60 Prozent bei Lieferung / zehn Prozent bei Endabnahme
TCO-Prozess fixiert Wird in den Verträgen fixiert und ist abhängig von der Maschinenausstattung
     
     
     

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