Fahrständer-Tieflochbohr-Fräszentrum IXN 3000 von Cheto

Die Baureihe der IXN-Zentren, gebaut in vier Leistungsklassen, ausgestattet mit sieben Bearbeitungsachsen, hat ihre Vorteile im stabilen Gesamtaufbau der Maschine, bei einem variablen Einsatz im Bohren/Tieflochbohren und Fräsen, in der 5-Seiten-Bearbeitung, in der optimalen Prozesssteuerung beim Tieflochbohren, beim exakt gesteuerten Werkzeugwechsel der Tieflochbohreinheit und in einer Genauigkeitsbearbeitung über alle Fertigungsabläufe.

Maschinen-Check bei Koller Group in Dietfurt

Der Maschinen-Check wurde an einer im Drei-Schicht-Betrieb laufenden IXN 3000 bei der Koller Formenbau in Dietfurt durchgeführt. Die Koller Group ist in der kompletten Prozesskette bei Design, Entwicklung, Werkzeugbau und Produktion von Leichtbau-, Spritzguss- und Faserverbundwerkstücken aktiv, hauptsächlich im Bereich der Automotive-Industrie. In der Koller Formenbau werden im Speziellen die Großwerkzeuge, der Schwerpunkt im Hause Koller, für die diversen Anwendungen hergestellt. Die Mannschaft der Koller Formenbau ist bestrebt, den Prozess der Werkzeugherstellung optimal zu gestalten, um mit der erreichten Wirtschaftlichkeit den Standort zu sichern. Daher wurde auch die Beschaffung der Cheto IXN 3000 realisiert.

Markus Ferstl, Produktionsleiter bei Koller, ist nach einem Jahr Produktionserfahrung mit der Maschine zufrieden, denn „die Maschine hat unsere Erwartungen voll erfüllt. Wir können mit der IXN 3000 eine Komplettbearbeitung der Formen machen, Qualität, Produktionssicherheit und auch unsere erstellten, auf Produktivität getrimmten Teileprogramme werden auf der IXN 3000 exakt erfüllt“, so seine Aussage. Koller Formenbau ist ständig dabei, innovativ die Prozesse zu verbessern, das zeigt sich auch beim momentanen Test eines neuen KSM mit Nanopartikel, was erhebliche Standzeitverbesserung der Werkzeuge bringt und höhere Schnittwerte erlaubt.

Maschinenaufbau

Im Aufbau der Maschine sind die Hauptbaugruppen wie Bett, Ständer, Schlitteneinheiten aus einem GGG30 hergestellt. Für die Aufstellfläche muss kein besonders gegossenes Fundament in der Halle bereitgestellt werden.

Der Fahrständer der Maschine verfährt in den drei Linearachsen (X-, Y-, Z-Achse), mit dem Kugel-Gewinde-Trieb als Vorschubeinheit, der in allen Linearachsen zweifach vorhanden ist und im Master-Slave-Verband läuft. Alle Linearachsen laufen auf Rollenschuhen mit zentraler Fettschmierung. Der Ständer selbst ist ein massiver Quader, FEM gerechnet und mit innenliegender Verrippung in der Kontur.

Der Tisch mit einer Tragfähigkeit von 30 Tonnen fährt über eine eigene Z-Achse, die Z1-Achse, angetrieben über einen KGT und in Position geklemmt mit 900 Newtonmeter. Dies hat den Vorteil, dass bei Bearbeitung der Abstand des Werkstücks zur Maschine kurz gehalten wird, das spart Verfahrwege und ergibt optimale Prozesszeiten. Der Tisch ist als Rundtisch mit B-Achse ausgeführt, wird über eine Motor-Getriebeeinheit bewegt und dreht 360° stufenlos. Die Zugänglichkeit im gesamten Arbeitsraum, sowohl im Spannbereich der Werkstücke als auch an der Bearbeitungseinheit ist ideal. Die Kühlschmiermittelaufbereitung und Temperierung ist neben der Maschine platziert und kann bis 80 bar in der IKS liefern. Der Späneaustrag ist über zwei Kratzbandförderer realisiert.

W-Achse-RAM

Das Highlight bei Cheto ist die W-Achse, in diversen Baureihen verbaut. Diese Schlitteneinheit trägt den Bearbeitungskopf für den multifunktionalen Einsatz. Schruppbearbeitungen beim Fräsen mit Messerkopf, Vollbohren bis 70 Millimeter und auch das Tieflochbohren von Kühlbohrungen bei Spritzgussformen mit Bohrwegen bis 2.500 Millimeter (W- und Z-Achse) sind darstellbar.

Dies ist eine immense Bandbreite im Einsatzspektrum, welche in allen Einsatzfällen auf eine Komplettbearbeitung ausgerichtet ist. Der Bearbeitungskopf stellt dabei Leistungen bis 38 kW/926 Nm bereit.

Die Schlitteneinheit der W-Achse kann in Winkeln von + 25 ° / – 35 ° stufenlos im Bereich von 1/1000 Winkelgraden über einen Zahnkranz laufend bewegt werden und wird anschließend in Position hydraulisch geklemmt (A-Achse). Der Zahnkranz ist fest mit dem Y-Schlitten verbunden, der über drei Linearführungen am Ständer abgestützt wird. Über einen massiven Abstützarm vom Y-Schlitten wird die dritte Linearführung beaufschlagt und bringt eine erhöhte Steifigkeit bei Fräsoperationen, wenn der Fräskopf in vorderer Position hohe Querkräfte aufnimmt.

Der Drehpunkt des RAM für die Winkelverstellung und die zusätzliche Abstützung liegen in der vorderen Position, Arbeitsposition des Fräskopfes. In dieser Position wird auch die Positionsregelung über Heidenhain-Encoder gemacht, um bei der Bearbeitung eine präzise Position in der A-Achse zu realisieren. Fräs- und Bohrwerkzeuge entnimmt die Maschine aus einem Speicher (über ATC) mit 60 Werkzeugen.

Eine Besonderheit ist die Tieflochbohreinheit, die als Einheit mit den gesamten Stützlünetten aus einem Magazin mit bis zu fünf Werkzeugen gewechselt wird. Die Aufnahme und Klemmung der Einheit (Nullpunktspannsystem) im Schlitten der W-Achse und die Ablage im Magazin ist eine Eigenentwicklung, patentiert von Cheto. Zur Reinigung von Schmutz und Spänen wird ein Reinigungsablauf über die gesamte Achslänge durchgeführt.

Die Funktionssicherheit im Wechselablauf der Tieflochbohreinheit (Wechselzeit circa 60 Sekunden) konnte beim Check sehr eindrucksvoll vorgeführt werden. Auch die Einheit zur Späneabfuhr, integriert in die vordere Abstützung der Bohrstange, arbeitete im Einsatz optimal.

Zum Bearbeiten von innenliegenden Konturen können Werkzeuge von Cogsdill eingesetzt werden.

Beim Fahren der Y-Achse unterstützt ein hydraulischer Gewichtsausgleich und diese Achse ist ebenfalls mit zwei Antriebseinheiten mit KGT ausgerüstet.

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check war die Maschine in der Bearbeitung einer Radlaufschale (Bearbeitungszeit circa 50 Stunden) mit einem Tieflochbohrwerkzeug (Fabr. Botek). „Die Bearbeitungszeit dieses Formwerkzeugs konnten wir mit der Cheto jetzt um etwa 30 Prozent reduzieren“, erwähnt Markus Ferstl während des Checks. Koller Formenbau fährt eine neue Bearbeitungsstrategie mit optimiertem Arbeitsablauf, dabei werden zuerst die Pilotbohrungen für alle Kühlkanäle gesetzt und danach die Tieflochbohrungen eingebracht. Mit innovativer Spanntechnik, geeignet für die Komplettbearbeitung auf einer Maschine darzustellen, mit neuartigem Kühlschmiermittel, alles erbringt im Gesamtnutzen eine bedeutende Zeiteinsparung.

Steuerung

Als Steuerung wird die Heidenhain TNC 640 eingesetzt, optional ist eine Siemens 840D und Fagor-CNC 8065 verfügbar. Auf der Steuerung läuft speziell für den Prozess – Tieflochbohren – eine patentierte Cheto-Software, das WISE active control system. Über eine Schwingungssensorik an der Spindel, Messung von Kühlmitteldruck und -durchfluss werden automatisch Vorschub und Spindeldrehmoment im Prozess angepasst. Diese Parameterregelung ergibt höhere Werkzeugstandzeiten, bessere Werkstückqualität, kein Verlauf von Bohrungen, und damit Prozesssicherheit im Ablauf. Auf der Steuerung läuft ein Zyklus zur automatischen Messung der Tieflochbohrer und Bohrbuchsen mit einem Blum-Messtaster.

Service/TCO

Der Service bei Cheto ist werktags von 8:00 bis 23:00 Uhr besetzt. Bei Störungen reagiert der Kunde über eine Cheto-Service-App, in der er alle Probleme vermerken kann, wobei innerhalb einer Stunde dazu eine Reaktion von Cheto in Form einer Erstdiagnose erfolgt. Diese perfekte Kundenorientierung auch mit Nutzung der Service-App wurde bei Koller Formenbau absolut bestätigt. „Die Service-App von Cheto ist perfekt“, sagt Markus Ferstl. Die Service-App registriert zur Störung auch die zugehörigen Baugruppen und Komponenten. Diese Meldungen fließen in ein ERP-System ein und daraus können laut Cheto Aussagen zu Ausfällen, Kosten, Baugruppen, auch von Lieferanten gefahren werden. Darstellungen wurden daraus nicht gezeigt.