Fahrständer-Fräs- und Bohrzentrum FP 8000 von 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.