GF Mikron MILL P 500 U Gesamtansicht

Die Mikron Mill P 500 U ist ein Hochleistungs­bearbeitungszentrum mit kompakter Aufstellfläche und Trennung von Bedienung und Beladung. - Bild: fertigung

Bei GF Machining Solutions, einer Division des Georg Fischer Konzerns, werden die Maschinenbaureihen bei Frästechnologien in HPM – High Performance Milling und HSM – High Speed Milling unterteilt.

Maschinenaufbau

Die Maschine baut auf einem durchgehenden Bett aus Polymerbeton auf, in dem die Ständer für die verfahrbare Gantry mit eingegossen sind. Dieser kompakte Guss schafft durch seine Steifigkeit und Thermostabilität die Voraussetzung für Verfahrgenauigkeit und Fertigungsqualität. Auf den Gantry-Säulen läuft der Kreuzschlitten für die X-, Y-Achsen, wobei die Y-Achse über zwei Kugelgewindetriebe angetrieben wird und am X-Schlitten die Arbeitsspindel in Z-Richtung verfährt. Diese Werkzeugachsen sind als Stahl-Schweißbaugruppen ausgeführt. Im Arbeitsraum ist die massive Dreh-Schwenkeinheit platziert. Die Drehachse (C-Achse) und auch die beidseitig angetriebene Schwenkachse (A-Achse) sind mit Torquemotoren ausgestattet.

GF Mikron Mill P 500 U Maschinenkinematik
Die steife Kinematik, die Kühlkreisläufe und die Optimierungstools bringen eine Genauigkeit von +/- 2 µm in der x-/y-Ebene. - Bild: fertigung

Dieses Prinzip der Kinematik mit fester Dreh-Schwenkbrücke ist bei GF nur in den Baureihen Mikron Mill P 500/ 800 U realisiert. Bei den größeren HPM-Maschinen ist die Tischdrehachse auf einem X-Schlitten platziert und die Schwenkachse in der Arbeitsspindel. Die hochgenaue Bearbeitung ist eine wichtige Zielgröße für GF, dies unterstreichen die maschinenseitigen Aufwendungen. Beginnend bei der thermosymmetrischen Kinematik über die Kühlung im Z-Achsenvorschub, bis zur Mantel- und Rotorkühlung in der StepTec-Spindel. Des Weiteren wird der Temperatursensor im vorderen Lager der Spindel als Kompensationsgröße in der Steuerung verrechnet. Die kompensierten Werte in den Achs-Sollwerten sind über Versuche ermittelt. Unter Einsatz dieser genauigkeitssteigernden Möglichkeiten kann GF eine präzise Bearbeitung im Bereich von ± 2 µm garantieren.

Spindelschutz optional

StepTec Opticool und CoolCore Spindel
Die Step-Tec-Spindel hat eine Mantelkühlung und kann optional mit einer Rotorkühlung ausgestattet werden. - Bild: fertigung

Einzigartig bei GF ist ein Maschine-and-Spindle-Protection (MSP) als Option verfügbar und laut dem Hersteller schon nach einmaligem Auslösen amortisiert. Eine Instandsetzung der Spindel mit anschließendem Einrichten der Maschine, ohne Berücksichtigung von Ausfallzeiten, kann schnell Kosten von 10 000 Euro und mehr bedeuten. Die Spindel wird dabei in einer Kartusche geführt und stützt sich über Federn und Magnete ab, wobei die MSP in alle Achsrichtungen wirksam ist. Bei einem Crash verschiebt sich die Kartusche, ein Sensor löst aus und stoppt den Vorschub. Das System ist wirksam bis zu 12 m/min Vorschubgeschwindigkeit, ohne dass mechanische Folgeschäden an der Spindel zu befürchten sind. Das MSP arbeitet verschleiß- und wartungsfrei. Im Aufbau der gesamten Maschine sind die Komponenten Spindel und Dreh-Schwenktisch aus dem eigenen Hause. Alle anderen Baugruppen werden von Lieferanten, teilweise zu Einheiten vormontiert, in der Endmontage im Werk Biel angeliefert.

Automation/Werkzeugwechsler

GF Mikron Mill P 500 U Werkzeugspeicher
Der Werkzeugspeicher, als Rundspeicher, kann bis zu 245 Werkzeuge aufnehmen. - Bild: fertigung

Ein wesentlicher Vorteil der Maschine ist die Werkstückbeladung von der Rückseite. Dies bedeutet keine Einschränkung der Zugänglichkeit von vorn. Bei Beladung wird eine den Arbeitsraum abschottende Zugangstür geöffnet, durch die Werkstücke direkt auf den Spanntisch platziert werden können oder auf Paletten vorgespannt eingebracht werden. Als Palettenspeichersystem sind sieben verschiedene Varianten verfügbar. Die Paletten sind entweder über ein Roboterhandling zuführbar oder sie werden hydraulisch angehoben und manuell eingeschoben. Bei der Maschine Mikron Mill P 800 U ist ausreichend Platz vorhanden zum Einbau einer Palettenladestation, die sich aus einem Palettenspeicher bedient. Speichereinheiten können bis zu sieben Paletten magazinieren. Vergleichbare Flexibilität bietet GF auch bei der Werkzeugversorgung, vom Trommelmagazin mit 30 Werkzeugen bis zum Werkzeugspeicher mit 245 Werkzeugen.

 

Bearbeitung-Maschinencheck

GF Mikron Mill P 500 U Palettenspeicher
In Palettenspeichersystemen sind bis zu sieben Paletten speicherbar. - Bild: fertigung

Beim Maschinen-Check wurde ein GF-Testwerkstück gefertigt, das zur Prüfung des Interpolationsverhaltens der Achsen und zur Präsentation für Kunden genutzt wird. Im Prozess konnte das große Einsatzspektrum der Step-Tec Arbeitsspindel bewertet werden, das vom Vollbohren (Durchmesser 40 mm) bis zum Feinschlichten mit Kugelfräser (Durchmesser 2 mm) reichte. Die Maschine zeigte eine bemerkenswerte Laufruhe beim Leistungsfräsen.

Steuerung/Apps/Industrie 4.0

GF Mikron Mill P 500 U direct-robot-loading
Bei der Mikron Mill P 500 U wird die automatisierte Beladung, auf der Rückseite der Maschine, mit Roboter durchgeführt. - Bild: fertigung

GF rüstet seine Maschinen entweder mit der Heidenhain TNC 640 oder Siemens 840 D, Solution Line, aus. Unter „smart machine“ sind acht Apps auf der Steuerung, die im Wesentlichen die Genauigkeit am Werkstück, die Bearbeitungszeit, die Prozesssicherheit und die Verfügbarkeit optimieren. Die Kommunika­tionsplattform rConnect wird genutzt zum Datenaustausch mit der Maschine bei Serviceeinsätzen, aber auch zur Bereitstellung von Informationen nach dem Industrie 4.0 – Standard, wobei hier momentan noch an einer weiteren Informationsbereitstellung gearbeitet wird. Unter „Kinematikopt.“ kann durch Antasten von Bezugspunkten auf dem Spanntisch die Positioniergenauigkeit geprüft und entsprechend korrigiert werden, sowohl dreiachsig als auch fünfachsig unter Einbeziehung der Rotationsachsen. Im Gesamtangebot der Apps kann der Kunde optional das Tool auswählen, was für seine Anforderungen geeignet ist. Sie bieten optimale Unterstützung für das Bedienpersonal zur Erreichung bester Prozessergebnisse.

Service/TCO

GF Mikron Mill P 500 U Arbeitsraum
Der Arbeitsraum ist gut zugänglich mit optimalem Spänefall. Die Rotationsachsen sind mit Torqueantrieben ausgestattet. - Bild: fertigung

Die Servicehotline ist arbeitstäglich von 7.00 bis 17.00 Uhr besetzt, angestrebt wird nach eingegangener Störmeldung, ein Einsatz vor Ort in Deutschland innerhalb von 10 bis 12 h. Im Einsatz meldet der Servicefachmann direkt über einen Web-Access seine Daten in ein SAP-System im Hause GF.
Bei einer relevanten Fehlerhäufigkeit wird ein PQI-Punkt (Product Quality Improvement) erstellt und bis zur endgültigen Abarbeitung verfolgt. Die TCO sind nicht standardmäßig analysiert, können aber nach Kundenwusch errechnet werden.
Die vielseitigen Auswertungen im SAP-System wurden beim Maschinen-Check sehr aussagekräftig vorgeführt. Durch einen direkten Einstieg in das SAP-System konnten mit exemplarischen Darstellungen von Kosten- und Ausfallstrukturen die Datenauswertungen präsentiert werden. vg

Meine Meinung

Die Mikron Mill P 500 U hat eine steife, thermostabile Struktur und ist mit der Spindelauslegung zur Hochleistungsbearbeitung, den steuerungstechnischen Optimierungsmöglichkeiten zur Prozessverbesserung (smart machine) ideal für die Komplett- und Genauigkeitsbearbeitung geeignet. Durch die Trennung von Bedien- und Beladezugang ergibt sich ein Plus an Ergonomie. Mit den verfügbaren Automatisierungsbaugruppen für Werkstück- und Werkzeugbeladung ist Produktivität gewährleistet. Bei der Analyse und Abarbeitung von Servicedaten ist GF perfekt aufgestellt. Edwin Neugebauer

GF Mikron MILL P 500 U: Maschinen-Check-Ergebnisse im Überblick

Zahlen+Fakten

5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentrum GF Mikron MILL P 500 U
Arbeitsraum (X/Y/Z-Achse) (mm) 500x600x450 mm
Eilgang (X/Y/Z-Achse) 45 m/min
Dreh-Schwenkachse 3 Tischvarianten
C-Achse 35 U/min; 360°
A-Achse 25 U/min , +91° bis - 121°
Tischbelastung 200/400/600 kg
Tischabmessung (mm) Ø 500 mm
Arbeitsspindel 20.000 U/min; 120 Nm; 36 KW; 36.000 U/min; 21 Nm; 33 KW
Werkzeugaufnahme HSK A 63; HSK- E 50
Werkzeugmagazin 30 bis 215 Positionen
Werkstückspannung von Hand; Nullpunktspannung; hydraulisch
Palettenmagazin bis 7 Paletten
Steuerung Siemens 840 D sl, Heidenhain TNC 640
Grundfläche 7,4 m2
Gewicht 11,1 t
Preis (Euro) ausstattungsabhängig


Auf einen Blick: 5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentrum Mikron Mill P 500 U von GFMS

  • langjährige 5-Achsfräserfahrung
  • hohe Maschinensteifigkeit durch Polymerbeton-Struktur
  • thermosymmetrischer Aufbau
  • sehr gute Zugänglichkeit zum Beladen
  • dynamische und steife Rotationsachsen
  • Vielzahl an Automatisierungsmodulen
  • eigener Spindelbau (Step-Tec)
  • MSP (Machine Spindle Protection)
  • Steuerung mit „smart machine“ Apps
  • gute Auswertung von Servicedaten

Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl 
erreichte
Punktezahl
GF Mikron
Mill P 500 U
Maschineninbetriebnahme 25,00 22,00
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 10,00
Nachweis Bearbeitungsqualität 2,50 2,25
Achsenvermessung 2,50 2,25
Einweisung Anwender 7,50 7,50
Wartungsfreundlichkeit 100,00 79,00
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 22,50
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 31,50
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 6,00
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 9,00
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 10,00
Automatisierung 100,00 100,00
Maschinenstart / Referenzfahren 30,00 30,00
Bedienung / Beschickung 30,00 30,00
Aufwand für Werkstückspannung / Teiletransport 40,00 40,00
Steuerung 50,00 50,00
Steuerung / Komfortfunktionen 30,00 30,00
Kollisionsbetrachtungen 20,00 20,00
Umrüstfreundlichkeit 50,00 50,00
Flexibilität Spanntisch 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Mehrfachspannung / Modelmix 10,00 10,00
Service 75,00 57,75
Verfügbarkeit Servicepersonal 30,00 24,00
Ersatzteillager / Anfertigung von Ersatzteilen 22,50 18,00
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit 15,00 9,00
Wartungsverträge 7,50 6,75
TCO 85,00 79,90
Analyse Kostentreiber vorhanden 34,00 30,60
Bewertung und Zahlen: Ausfallzeiten / Reparaturzeit 34,00 34,00
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 15,30
Vertragsgestaltung 15,00 13,00
Garantiezeit 5,00 5,00
Zahlungsbedingungen 5,00 4,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 4,00
Summe 500,00 451,65


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: GF-Machining Solutions Mikron MILL P 500 U


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis Job 1 Maschinenaufstellung und Inbetriebnahme inkl. Achsvermessung 4 Tage; inkl. Einweisung in Wartung und Bedienung der Maschine
Nachweis Bearbeitungsqualität Durch Inbetriebnahmebericht mit Auswertung der Vermessung der Maschinengeometrie. Fräsen eines Testteils bei der Star-UP-Schulung. Auf Wunsch fräsen eines kundenspezifischen Abnahmeteils.
Achsenvermessung Bei der Werksabnahme durch Laserinterferometer; Nach Inbetriebnahme mit Messuhr und Steinwinkel. Auf Wunsch auch mit Laserinterferometer.
Einweisung Anwender Grundschulung vor Maschinenlieferung bei GFMS 1 Woche; 2 Tage Start-Up-Schulung beim Anwender inkl. Fräsen einese Testteiles nach erfolgter Inbetriebnahme.
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleißteilen Sehr gute Zugänglichkeit durch einfach und schnell abnehmbare Maschinenverkleidungen. Nur wenig Verschleissteile, welche gut zugänglich und austauschbar sind.
Zugänglichkeit bei Störungen Aggregate sind sehr gut zugänglich in zentralem Medienschrank angeordnet. Gut zugänglicher Elektroschrank mit übersichtlich angeordneten Bauteilen. Einfach abnehmbare Maschinenverkleidungen für guten Zugang zu der Maschine.
Hauptspindel-Austauschzeit Reine Austauschzeit 3 Std. Einlaufzeit 1 Std. Einstellen der Kinematik 3 Std.
Austauschzeit - Vorschubkomponenten Austausch Achsmotoren X, Y oder Z 2 Std.; Kugelrollspindel: X-Achse 4 Std., Y- oder Z-Achse 6 Std.
automatische Überwachungsfunktionen Überwachung der Temperatur von allen Achsantrieben; Überwachung der Temperatur aller Kühlkreisläufe und vom Schaltschrank; Überwachung der Last aller Achsantriebe; Frässpindel: Überwachung der Last, des Schwingungsverhaltens und der Temperatur mit 3 Sensoren;
     
AUTOMATISIERUNG
Maschinenstart / Referenzfahren Keine Referenzfahrt erforderlich. Im Betriebszustand kein Warmlauf erforderlich, da die Achsen automatisch kompensiert werden. Bei Kaltstart automatisierter Warmlauf für die Frässpindel, je nach Umgebungstemperatur bis zu 10 min. Für den mannlosem Betrieb ist ein automatischer Start eines Warmlaufprogrammes programmierbar.
Aufwand für Werkstückspannung / Teiletransport Hauptzeitparalleles Rüsten, damit kein Verlust an Maschinenzeit. Zeit für einen Palettenwechsel ca. 30 sek.; Aufspannung der Werkstücke nach Kundenwunsch in allen Varianten;
Bedienung / Beschickung Beschickung manuell, mit Kran, mit Roboter in unterschiedliche Spannmittel realiaierbar. Allein abhängig von den Kundenvorgaben.
     
STEUERUNG
Steuerung / Komfortfunktionen Heidenhain TNC640 oder Siemens 840D Solution-Line. Beide Steuerungen auf dem neuesten Stand und mit allen verfügbaren Optionen erhältlich.
Kollisionsbetrachtungen Die Maschine ist mit MSP Maschinen und Spindel Protection ausgestattet. MSP ist ein Auffahr-Schutz für die Maschine und die Spindel im Falle einer Kollision. Auch Fehlerquellen bei einer Kollisionsbetrachtung werden dadurch eliminiert. Eine Kollisionsbetrachtung auf der Maschine ist nicht erforderlich. Diese kann bei der Vorbereitung eines Jobs im CAM erfolgen.
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität - Werkstück / Werkzeugwechsel Die Maschine hat ein Werkzeugmagazin mit integriertem Werkzeugwechsler. Für das Werkstückhandling stehen mehrere Palettensysteme zur Verfügung. Auf den Paletten werden unterschiedlichste Spannmittel eingesetzt. Vom manuellen Schraubstock bis zu pneumatischen oder hydraulischen Spannsystemen.
Einrichteaufwand Sehr gute Zugänglichkeit von der Bedienseite wie auch von der Automtionsseite. Die Automation beeinträchtigt die Zugänglichkeit zum Arbeitsraum nicht. Dank eines großen Werkzeugmagazins und Palettenmagazins erfolgt das Einrichten parallel zur Hauptzeit. Einfache Palettenverwaltung und Jobplanung durch Software-Tool.
Teilebeschickung / Mehrfachspannung / Model-mix Mehrfachspannung und Model-Mix ist problemlos ausführbar.
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Kostenloser Support durch Hotline; 7.00 - 17.00 Uhr; Zentrale Einsatzplanung; Vor Ort Servicepersonal; Einsatz vor Ort innerhalb Deutschland: 10 - 12 Std.; Eingriff über Modem auf Steuerung (r-connect); alle Daten bei Service-Einsätzen werden online vom Fachpersonal in SAP-System übertragen;
Ersatzteillager / Anfertigung von Ersatzteilen Umfangreiches zentrales Ersatzteillager. Lieferung next Day bei Bestellung bis 15:00.
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit Nein.
Wartungsverträge Wartungsverträge werden generell angeboten. Auf Wunsch auch auf die Kundenbedürfnisse abgestimmt.
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden Wir prüfen monatlich die Anzahl ausgefallener Bauteile in Bezug auf Anzahl und in Bezug auf Wert. Ausfallhäufigkeit aller Bauteile wird statistisch erfasst. Stellen wir fest, dass ein Teil häufig ausfällt, erstellen wir einen PQI (Product Quality Improvement) Punkt, welcher schlussendlich dazu führt, dass das Bauteil ersetzt wird.
Bewertung / Zahlen für Ausfallzeiten / Reparaturzeiten Wir führen Analysen über MTBF (3, 6 und 12 MIS (Month in Service) und MTTR durch. Diese stehen den Verkaufsgesellschaften zur Verfügung, sind aber nicht für die Endkunden gedacht. (MTBF: Mean time between failure; MTTR: Mean time to repair)
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Es erfolgt ein Kontinuierlicher VerbesserungsProzess anhand von Ausfallmeldungen von Kunden. Siehe oben PQI. Kunden werden in diesem Prozess mit einbezogen und informiert. Wenn erforderlich, werden problematische Bauteile kostenlos ersetzt.
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit 24 Monate, ohne Schichtbegrenzung.
Zahlungsbedingungen 30% Anzahlung sofort nach Erhalt der Auftragsbestätigung; 60% sofort nach Meldung der Versandbereitschaft durch GF Machining Solutions; 10% 10 Tage nach betriebsbereiter Übergabe gemäß Übergabe-Protokoll oder Inbetriebnahme und Abnahmeprotokoll. Abweichungen auf Kundenwunsch hin möglich.
TCO-Prozess fixiert Ein TCO-Prozess kann auf Kundenwunsch fixiert werden. Einen Standard dazu gibt es nicht. Der TCO-Prozess richtet sich vielmehr nach den speziellen Erfordernissen des jeweiligen Kunden. (TCO: Total cost of ownership)
     
zusätzlicher Punkt aus Sicht Lieferant
Ausführung von umfangreichen Sonderausführung gemäß Anforderungen des jeweiligen Kunden.