Die DA300 mit kompaktem Aufbau.

Die DA300 mit kompaktem Aufbau und guter Zugänglichkeit zum Arbeitsraum. (Bild: Makino/Neugebauer)

Die DA300 verbindet die Vorteile dieser beiden Bearbeitungsprinzipien und hat ihre Vorteile bei einer steifen Maschinenstruktur, die eine Genauigkeitsbearbeitung garantiert, bei schnellen auf Produktivität abgestimmten Linear- und rotatorischen Achsen, in optimierter Anbindung an automatisierte Be- und Entladesysteme und bei den einsatztauglichen diversen verfügbaren Makino-Systembaugruppen im Maschinenaufbau und in der Steuerungstechnik, und dies alles bei minimierter Aufstellfläche.

 

Die Kinematik im Aufbau der DA300 ist gleich der D500.
Die Kinematik im Aufbau der DA300 ist gleich der D500. (Bild: Makino/Neugebauer)

Maschinenaufbau

Makino hat einen hohen Eigenfertigungsgrad, alle Hauptbaugruppen kommen aus dem eigenen Hause. Im Aufbau der Maschinenstruktur entspricht die DA300 der größeren D500, wobei in der Auslegung der Hauptfocus bei hoher Produktivität, gepaart mit hoher Genauigkeit lag. Das Maschinenbett und auch die Ständereinheit sind eine GGG-Struktur und miteinander verschraubt. Das Bett trägt die verfahrbare Tischbaugruppe (X-Achse) mit der aufgebauten Dreh-Schwenkeinheit (C-, A-Achse).

An den steifen Ständer, der konstruktiv als Torbogen ausgeführt ist, in den dann die X-Achse einfahren kann, sind die Führungen der Y-Achse angeschraubt, die den Bearbeitungsschlitten tragen mit der verfahrbaren Hauptspindel (Z-Achse).

Die Drehachse (C-Achse) dreht mit 150 min-1.
Die Drehachse (C-Achse) dreht mit 150 min-1. Die Achse ist einseitig angetrieben. (Bild: Makino/Neugebauer)

Das Herzstück der Maschine, der Drehschwenktisch, wird beim Schwenken (A-Achse) einseitig über einen Torquemotor angetrieben, und auch die Drehachse (C-Achse) ist mit einem Direktantrieb ausgerüstet. Beide Achsen sind sehr dynamisch und drehen mit 100 U/min (A-Achse) und 150 U/min (C-Achse). Die Abstützung des Dreh-Schwenktisches wird über ein Gegenlager mit steifer Kreuzrollenlagerung gewährleitet. Die Achsen können geklemmt werden, und verfügen auch in der Regelung über ansprechende Drehmomente, sodass sie als Vorschubachsen einsetzbar sind, und eine Leistungszerspanung auch im Simultanbetrieb sicherstellen.

Ein Hauptaspekt für Makino ist das optimale Temperatur-Management an der Maschine, um dem Anspruch der Genauigkeitsbearbeitung gerecht zu werden. Dazu sind in den Baugruppen diverse technologische Maßnahmen realisiert. Die thermosymmetrische Konstruktion und gezielte Maßnahmen an den Wärmequellen wirken der Wärmedehnung entgegen.

Hauptspindel-Kühl- und Schmiersystem.
Das von Makino patentierte Hauptspindel-Kühl- und Schmiersystem. (Bild: Makino/Neugebauer)

Im Bereich des Spindelsystems, bei den Achsantrieben werden die Kugelgewindetriebe (hohlgebohrte Wellen) und der Servomotorflansch gekühlt. Ebenso werden die Mantelhülsen der Direktantriebe rückgekühlt. Der Ständer und das Maschinenbett sind isoliert und so abgedeckt, dass Änderungen der Umgebungstemperatur einen geringen Einfluss auf das Maschinenverhalten haben. Die Arbeitsspindel nutzt das von Makino patentierte Spindelkühl- und Schmiersystem. Dieses System bietet durch Kühlöl in der rotierenden Spindel und in den Stator- und Lagerhüllenbereichen eine direkte Kühlung von außen und innen. Dies ist Basis für eine hohe Leistungsfähigkeit. Das zirkulierende Öl wird auch zur Schmierung in die Lagerringe eingespritzt, somit sind Temperaturstabilität und Lagerlebensdauer garantiert.

Zuführung von beladenen Paletten.
Zuführung von beladenen Paletten aus einem Palettenrundspeicher mittels Linearhandling. (Bild: Makino/Neugebauer)

Automatisierung

Für die fünfseitige, fünfachsige Bearbeitung ist ein optimaler Zugang zum Werkstück, sowohl aus Sicht des Bedienpersonals als auch für die automatisierte Beschickung der Maschine äußerst wichtig. Für beide Aspekte bietet Makino mit der DA300, auch konzipiert für einen hohen Automatisierungsgrad in der Werkzeug- und Werkstückversorgung, diese Bedingungen. Der Bediener hat ergonomisch günstige Eingriffslängen zu Bedienpult, Werkzeugschnittstelle HSK 63 A und Werkstück.

Die Tischbaugruppe.
Die Tischbaugruppe mit Mediendurchführung ist geeignet für diverse Werkstückspannungen. (Bild: Makino/Neugebauer)

Auf dem Arbeitstisch, der mit fünf Medienanschlüssen ausgestattet ist, sind jegliche Spanneinheiten platzierbar, beispielsweise Mehrfachspannvorrichtungen auch als Nullpunktspannsysteme. Zur automatisierten Beschickung kann ein Handling-Roboter eingesetzt werden, der aus einem Werkstückspeicher, als Regalsystem ausgeführt, die Werkstücke in die Spannvorrichtung belädt.

Zuführung von Werkstücken oder auch bestückten Paletten mittels Roboter-Handling.
Zuführung von Werkstücken oder auch bestückten Paletten aus einem Archiv mittels Roboter-Handling. (Bild: Makino/Neugebauer)

In der Maschine ist standardseitig ein Werkzeugmagazin mit 60 Plätzen vorhanden und der automatische Werkzeugwechsler (ATC) erreicht kurze Wechselzeiten (1,5 Sekunden Tool to Tool).

In der Werkzeugwechseleinheit, über einen Servomotor angetrieben, ist ein Sensor installiert (BTS, BrokenToolSensor), der den Zustand des Schneidwerkzeugs kontrolliert, gleichzeitig auch über eine kameraunterstützte Erfassung der gesamten Kontur des Werkzeugs eine Gewichtsermittlung macht, und damit die Verfahrgeschwindigkeit beim Wechsel vorgibt.

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check wurde auf der DA300 die Bearbeitung einer Turbinenschaufel gezeigt, allerdings nur im Trockenlauf zur Demonstration der Dynamik der Maschine im simultanen Verfahren aller Achsen. Speziell im Umkehrpunkt an der Auslaufkante des Profils war dies eindrucksvoll dargestellt, durch sehr dynamische Umsteuerung in den Rotationsachsen.

Beim Check wurde der Prozess Turbinenschaufel-Bearbeitung gezeigt.
Beim Check wurde der Prozess Turbinenschaufel-Bearbeitung in dynamischer Interpolation aller Achsen gezeigt. (Bild: Makino/Neugebauer)

Steuerung

Als Steuerung setzt Makino die PRO6 ein. Diese Steuerung basiert auf einer Hardware mit CNC-Teil von Fanuc TB310is, wobei Spindelmotor, die Servoantriebe inklusive den DD-Motoren und die Amplifier von Fanuc sind. Die praxisorientierte Bedienung und Bildschirmführung ist eine Makino-Entwicklung, wie auch die Werkzeugverwaltung mit dem Daten-Management. Die gesamte Werkzeugüberwachung mit Spindellast in Echtzeit, die Überwachungssystem-AC-Funktion, die Standzeitüberwachung und der Werkzeugwechsel ist Makino-Firmware.

Bedeutend in der Makino-Steuerungsentwicklung ist die Super-GI-(Geometrie-Intelligenz-)Bewegungssteuerung. Mit dieser Funktion ist es möglich, die Konturgenauigkeit und Oberflächengüte signifikant zu verbessern. Über vier anwählbare Modi kann das Toleranzband zur Endkontur gewählt werden. Die Produktivität beim Schruppen und die Genauigkeit bei der Fertigbearbeitung wird damit wesentlich beeinflussbar.

Eine weitere intelligente Funktion ist die Inertia­ActiveControl (IAC). Die IAC stellt auf Basis von Signalen aus den Servoantrieben die Beschleunigungswerte an den Achsantrieben optimal ein.

Der ‚Collision Safe Guard‘ ist in der Standardversion der Maschine enthalten, mit ihm wird in Echtzeit durch eine Look-ahead Funktionalität jegliche Kollisionsmöglichkeit im Prozess überwacht.

Der MPmax (Machine Productivity Maximizer), ein Tool in der Systemsteuerung, kann die gesamte Fertigung mit Makino-Maschinen transparent machen. Die Maschinenbelegungsplanung wird unterstützt, so dass Rüstprozesse optimiert werden können, was zu höheren Nutzungsgraden und somit zur Erhöhung der Produktivität führt.

Im ECO-Modus der Steuerung werden alle zum Betrieb nicht mehr benötigten Verbraucher abgeschaltet.

Service/TCO

Die Hotline im Service ist werktägig zwölf Stunden besetzt. 24 Stunden werden über den ‚follow-the-sun‘-Vertrag geboten, der den Anrufer zu Makino-Stand­orten zwischen Japan, Europa und Amerika durchschaltet. Auch die Wartungsverträge sind variantenreich, aus drei Stufen kann gewählt werden. Mit dem Wartungsvertrag erhält man einen Zusatz-Support über das Callcenter, um die Reaktionszeiten zusätzlich zu verkürzen.

Die Einsätze der Service-Techniker werden in die Datenerfassung (Innosoft) eingegeben und verarbeitet. In der Gewährleistungszeit und bei Kunden mit Wartungsverträgen werden systematisch Auswertungen gefahren, um die Ist-Kosten mit den kalkulierten Kosten der jeweiligen Maschinenserie zu vergleichen.

Meine Meinung

Bei der DA300 hat Makino die Vorteile im Aufbau der Maschinenstruktur von horizontaler und vertikaler Bearbeitung verknüpft. Dabei wurde besonders ein Augenmerk auf die gute Automatisierbarkeit gelegt. Die Dynamik in den Linear- und Rota­tionsachen wurde im Vergleich zur größeren D500 erheblich gesteigert. Die Automatisierungsmöglichkeiten bei der Werkstückbeladung sind vielseitig, sowohl über Roboter- oder Linearhandling können Werkstücke oder Paletten beladen werden. Auf der Steuerung PRO6 mit eigenentwickelten Makino-Features können Produktivität, Genauigkeit und Bearbeitungssicherheit im Prozess gesteigert werden.

Edwin Neugebauer

Zahlen+Fakten

Maschinendaten Makino DA300
Arbeitsraum - Verfahrwege (X,Y,Z) 450 X 620 X 500
Eilgang X-Y-Z-Achse 60 m/min
C-Achse 360°; 150 U/min; Torque-Motor
A-Achse; Schwenkwinkel +30° bis -120°; Torque-Motor
Tischbelastung 250 Kilogramm
Tischabmessung (Millimeter) 340 X 300
Arbeitsspindel 20.000 U/min; 63,7 Newtonmeter
Werkzeugwechselzeit 1,5 Sekunden
Werkzeugaufnahme HSK 63-A
Werkzeugmagazin 60
Werkzeuggewicht bis acht Kilogramm
Werkstückspannung von Hand; Option: Nullpunktspannung; hydraulisch
Werkstück-Beladung von Hand, Roboterbeladung, Linear-Handling
Steuerung Fanuc 31i; Makino PRO 6
Preis Ausstattungsabhängig


Auf einen Blick: Bearbeitungszentrum DA300 von Makino

Stärken:

  • steife Maschinenstruktur
  • Maschine für Automatisierung konzipiert
  • dynamische Linear- und rotatorische Achsen
  • Genauigkeitsbearbeitung
  • wirksames Temperaturmanagement
  • schneller Werkzeugwechsler
  • Fanuc-Steuerung mit vielen nützlichen Makino-Features
  • vielfältige Automatisierungskomponenten verfügbar
  • gute Servicebereitschaft
  • TCO-Analysen werden gemacht

 

Schwächen:

  • es wird nur eine Steuerung angeboten

Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl
erreichte
Punktezahl
Makino DA300
Maschineninbetriebnahme 25,00 19,75
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 10,00
Nachweis - Bearbeitungsqualität 2,50 2,25
Achsenvermessung 2,50 1,50
Einweisung Anwender 7,50 6,00
Wartungsfreundlichkeit 100,00 84,50
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 20,00
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 35,00
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 7,50
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 12,00
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 10,00
Automatisierung 100,00 100,00
Maschinenstart/Referenzfahren 30,00 30,00
Bedienung/Beschickung 30,00 30,00
Aufwand 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 48,00
Flexibilität-Spanntisch 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Mehrfachspannung/Model-mix 10,00 8,00
Service 75,00 69,75
Verfügbarkeit Servicepersonal 30,00 30,00
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen 22,50 20,25
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit 15,00 12,00
Wartungsverträge 7,50 7,50
TCO 85,00 68,00
Analyse - Kostentreiber vorhanden 34,00 27,20
Bewertung/Zahlen f. Ausfallzeiten/Reparaturzeit 34,00 27,20
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 13,60
Vertragsgestaltung 15,00 12,00
Garantiezeit 5,00 4,00
Zahlungsbedingungen 5,00 4,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 4,00
Summe 500,00 452,00


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Makino, DA300


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis job1 DA300: Standardmaschine: Aufstellung drei Tage; Inbetriebnahme inklusive Geometrievermessung gemäß ISO 10791 zwei Tage; in Summe acht Tage.
Nachweis - Bearbeitungsqualität Durch Normteil zum Beispiel nach ISO 10791 beziehungsweise NAS; Kundenteil, Konentest (als Option).
Achsenvermessung Mittels Laserinterferometer in Japan bei allen Maschinen; beim Kunden, durch Makino Personal wenn gefordert (als Option).
Einweisung Anwender Ein Tag Bedienerunterweisung nach erfolgter Abnahme; fünf Tage Bedienerschulung im Werk des Kunden oder beim Lieferanten (als Option).
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleissteilen Über leicht zu demontierende Verkleidungen beziehungsweise zu öffenende Wartungstüren; Wartungseinheiten (Zentralschmierung, Luft; Mindermengenschmierung) nach aussen gelegt.
Zugänglichkeit bei Störungen Einheiten wie Spindelölkühler, Hydraulik, Druckluftaufbereitung und Kühlmittelverteilung sind als separat stehende- beziehungsweise nach außen geführte und angebrachte Einheiten gut zugänglich; Zugangstür - hinten für Schrägbetteinheit (x-/y-Achse).
Hauptspindel-Austauschzeit 16 Stunden (Austauch über Steckspindel); zeitaufwändige, hochgenaue Feinjustierung der Spindellage.
Austauschzeit ¬- Vorschubkomponenten Achsantrieb 0,5 Stunden; Kugelrollspindel vier Stunden; Inbetriebnahme zwei Stunden.
Automatische Überwachungsfunktionen Temperaturüberwachung der Hauptspindel, der Kugelrollspindelkühlung; Überwachung für Schmierung; Werkzeugverschleiß über Spindellastaufnahme, vorbeugende Wartung über Monitoring, etc.; Kühlmitteltemperierung (als Option), Durchflußwächter.
     
AUTOMATISIERUNG
Aufwand für Werkstückspannung/Teiletransport Palettenwechselzeit 40 Sekunden; Hydr.-Spannung der Werkstücke (als Option); Standard. von Hand spannen; bei Paletten: spannen über Tellerfedern/entspannen über Pneumatik.
Bedienung/Beschickung In Abhängigkeit von der Kundenspezifikation und dem Werkstückgewicht, Einlegen der Teile von Hand; Roboterbeladung oder Palettensysteme (als Option).
Maschinenstart/Referenzfahren Beim Programmstart: alle Achsen im thermostabilen Zustand, über Temperatur-Management; Warmlaufprogramm: zehn Minuten; Abfrage: ÖL-Luftgemisch, Kühlung des Öls wichtig.
     
STEUERUNG
Steuerung/Komfortfunktionen Fanuc 31i-Serie, Makino-eigene Bedienerführung über PRO6, Makino-Produkt ist die Super GI-Bewegungssteuerung (GI: GeometrieIntelligenz).
Kollisionsbetrachtungen möglich über Vericut (Makino stellt 3-D-Modelle optional zur Verfügung); Option: MP-max, hier wird in Echtzeit Kollision während der Bearbeitung geprüft; Collision Saftey Guard.
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität-Spanntisch Variable Spannung mittels Lochbild beziehungsweise T- Nutpaletten beziehungsweise hydraulische Spannfunktionen (als Option).
Einrichteaufwand Gute Zugänglichkeit am Beladeplatz und von der Bedienseite; Bediener wird durch Steuerung unterstützt, circa zwei Stunden.
Beschickung/Mehrfachspannung/Model-mix 4 Seiten-Platzkodierung.
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Hotline: Montag-Freitag 7:00-19:00 Uhr; Notfall-Handy bis 22:00 Uhr; Samstag 7:00-16:00 Uhr; 24 Stunden Service mittels Sondervereinbahrung "follow the sun"; vor Ort innerhalb Deutschlands 12-24 Stunden; Eingriff über Modem auf Steuerung möglich; Standorte: Hamburg, Kirchheim/Teck, Bratislava, Italien, Frankreich, Planung: Italien eigenes Gebäude + Erweiterung.
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen Sehr umfangreiches Ersatzteillager (circa 25.000 lagerhaltige Ersatzteile) in Deutschland, weitere Lager mit Zugriffsmöglichkeiten in Europa sowie in Japan und USA.
Teilezeichnungen-Archiv, Internetverfügbarkeit Anwender erhält eine Dokumentation, die auch ein Ersatzteilhandbuch enthält.
Wartungsverträge Unterschiedliche Leistungsumfänge (Level 1 bis 3) und kundenspezifische Sonderanpassungen; IoT-Control via Internet.
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden Aufnahme der Service-Einsätze durch Service-Software Innosoft; Auswertungen zu Kostentreibern von Hand möglich.
Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten Ausfallzeiten, Reparaturzeiten, Maschinenhistorien liegen vor; ständige Analysen zu: Gewährleistungskosten/Kalkulationen über Servicekosten; Analysen fließen in die Kalkulation der Gewährleistungskosten für Neuprodukte ein; Vermeidung von Wildwuchs.
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Permanentes Nachführen von konstruktiven Änderungen aus dem Mutterwerk; zwei japanische Mitarbeiter ständig in Deutschland; monatliches Meeting mit Produktmanagement, Service, mit den Teams in Japan.
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit Maximal 24 Monate ohne Schichtbegrenzung möglich.
Zahlungsbedingungen Nach VDW oder Orgalime.
TCO-Prozess fixiert Ja.
ZUSÄTZLICHER PUNKT AUS SICHT LIEFERANT
Serienprodukte Serienfertigung nach japanischer Qualitätsphilosophie.
Kernkompetenz Eigene Entwicklung und Fertigung von Kernkomponenten, wie Hauptspindel, Tisch, Werkzeugmagazin und Bewegungssteuerung.
Technologie Technologiezentren in Europa, um komplette Turnkey-Projekte kundennah abzuwickeln.
     
     
     

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