Details zum Langdrehautomat L20

Die L20 ist mit einer neu entwickelten, patentierten Zerspanungstechnologie auf der diesjährigen AMB vorgestellt worden. Diese bewirkt kurze Späne, da die Vorschubachsen X und Z in Verrechnung mit der Drehzahl der Hauptspindel in das Material eintauchen und wieder herausfahren, quasi eine Spanunterbrechung (Luftschnitt) vornehmen. Die Zustellbewegung entspricht dem harmonischen Verlauf einer Sinuskurve und kann bis zu einer Frequenz von 62,5 Hz ausgeführt werden. Die Spanunterbrechungen pro Umdrehung müssen auf das zu zerspanende Material abgestimmt werden. Bei höherer Frequenz der Unterbrechung werden die Vorschubgeschwindigkeiten reduziert, das heißt im Betrieb verlängert sich die Taktzeit. Dies wird aber von dem dann reibungslos verlaufenden Zerspanvorgang mehr als kompensiert, da keine Späneknäuel mehr auftreten, die eine Unterbrechung bewirken, weil die Bedienperson von Hand eingreifen und die Späne beseitigen muss.

Bei tiefen Bohrungen (großen L/D-Verhältnissen) wird die Zykluszeit geringer, da keine Entspanungsvorgänge nötig sind. Die kurzen Späne werden mit dem Kühlschmiermittel bei Hoch-druckkühlung aus dem Werkzeug gefördert. Teilweise können die Kühlmitteldrücke verringert werden, das heißt die Aggregate werden kostengünstiger. Auch die abgeführten Späne pakettieren besser, was die nötigen Volumina bei der Späneabfuhr verkleinern. Es können drei Modi angewählt werden: Anzahl der Vibrationen pro Umdrehung; Anzahl der Umdrehungen pro Vibration (Haupteinsatz beim Bohren); Zyklus für Gewindestrehlen (dieser ist noch in Entwicklung).

Die Programmierung ist äußerst einfach und wird als G-Befehl hinterlegt. Zu beachten sind: gegebenenfalls Verlängerung der Taktzeit; Anpassung von Werkzeugen und Schneidöl; Beachtung von Rundheit und Oberfläche im Vergleich zum konventionellen Drehen/Bohren. Mit der LFV hat Citizen eine wirkungsvolle Technologie entwickelt, wo sich kritische Bearbeitungen, wie Spänebeschädigungen auf Oberflächen und häufiger Stillstand wegen Langspan in serienreifer Produktion realisieren lassen. Besonders Chromnickelstähle, Titan und auch Kupfer sind mit LFV gut zerspanbar.

Diese neue Technologie wurde mit dem Steuerungslieferant Mitsubishi entwickelt, mit dem Citizen eine langjährige Zusammenarbeit hat. Nur durch die Schnelligkeit der Umsetzung der Bewegung in den Vorschubantrieben konnte diese Technologie zur Serienreife entwickelt werden. Das Umsteuern der Antriebe bewirkt erhebliche Belastungen auf den Antriebsbaugruppen, daher wurden entsprechende konstruktive Maßnahmen entwickelt und integriert.

Diese Technologie wurde 2014 in den japanischen Markt eingeführt und ist jetzt auch in der L20 und L12 in Europa integriert. Ab 2017 wird eine neue Maschinengeneration, die D25, mit zwei vertikal verfahrbaren Werkzeughaltern, B-Achse und Y-Achse für die Rückseitenbearbeitung im Markt eingeführt.

Ziel einer flexiblen Fertigung ist die Komplettbearbeitung von Werkstücken, daher hat Citizen seine Werkzeugbestückung an der Maschine modular aufgebaut, so dass der Anwender ganz spezifisch nach seinen Anforderungen konfigurieren kann. Die Module beinhalten angetriebene und starre Werkzeuge. Dabei sind die Halter uneingeschränkt miteinander kombinierbar, sowohl an der einschwenkbaren B-Achse als auch für die Rückseitenbearbeitung können angetriebene Werkzeuge eingesetzt werden. Die Maschine kann innerhalb von 20 min von einer Langdrehoperation auf Kurzdrehen umgebaut werden. Dazu wird die Führungsbuchse ausgebaut, und der vordere Flansch der Hauptspindel variiert.

Beim Maschinencheck wurde im Hause Citizen ein Prozess, Drehen einer konischen Kontur, im Vergleich mit und ohne LFV gefahren. Konventionell gedreht verursacht der Langspan starke Kratzspuren auf der konischen Kontur, mit LFV war die feingedrehte Oberfläche einwandfrei. Da dieses Teil in Großserie läuft, konnte nur so der Prozess stabil installiert werden.

Die eingebaute Mitsubishi-M70-Steuerung, eine Cincom-Baugruppe, wird über eine Tastatur bedient. Auf der Steuerung sind diverse Zyklen hinterlegt, die helfen, Nebenzeiten im Prozess zu verkürzen, beispielsweise bei Parallelbewegungen von mehreren Werkzeughaltern oder bei der Indexierung einer Spindelstellung. Die Maschine kann im ECO-Betrieb gefahren werden, das heißt Rückeinspeisung von Energien, Abschaltszenarien bei bestimmten Betriebszuständen. Der Eco-Bildschirm, im Bedientableau abrufbar, zeigt den Status der Energierückgewinnung.

Die Serviceeinsätze werden in einem Auftragssystem elektronisch erfasst. Dieses System, eigenentwickelt in Form einer Tabellenkalkulation, wird auch für die Rückmeldung der ausgeführten Tätigkeiten vor Ort beim Kunden genutzt. Hier können Auswertungen gemacht werden, was auch vorgestellt wurde, die aber nicht akkumuliert in der Tiefe zu Baugruppen und Bauteilen gehen. Sehr sinnvoll sind die quartalsweise durchgeführten weltweiten Meetings des Technikmanagements, um aufgetretene Probleme zu besprechen und Abhilfe festzulegen.

Diese Maßnahmen fließen bei Serviceeinsätzen in die Feldmaschinen ein.