Werkzeugschleifmaschine Gemini NGM – Bild: Schneeberger

Die Gemini NGM ist eine kompakte, flächenoptimale Werkzeugschleifmaschine mit einem großen Spektrum an zu schleifenden Werkzeugen. – Bild: Schneeberger

| von Edwin Neugebauer

Die Stärken der Gemini NGM liegen bei einem optimalen Verhältnis von Arbeitsraum zu Stellfläche, den umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten in den Baugruppen, der bedienerfreundlichen, intelligenten Software zum Generieren von neuen Schleifprozessen, den nutzbaren Automatisierungsmöglichkeiten bei Be-/Entladung und Schleifscheibenwechsel sowie im gesamten Engineering-Support durch Schneeberger.

Maschinenaufbau

Das Maschinenbett ist ein Mineralguss und wird vom Gusslieferant fertig bearbeitet für die Endmontage angeliefert. Die aufgesetzten Baugruppen wie die A-Achse und der Aufbau der Schleifachse sind aus einem GGG 50 gefertigt.

Bei Aufbau und Ausstattung der Maschine hat der Kunde freie Hand und kann seine Maschine aus dem umfangreichen Baukasten bei Antriebskomponenten, Tischbaugruppen, Schleifspindeln und Handlingsystemen zusammenstellen. Bei Sonderschleifoperationen bietet Schneeberger Lösungen durch eigenentwickelte Tischbaugruppen, die in den Prozess implementiert werden können, beispielsweise beim Gear Hob Profiling (Kurzhub-Profilschleifen).

Gear Hob Profiling. – Bild: Schneeberger
Beim Maschinen-Check wurde der Sonderschleifprozess „Gear Hob Profiling“ gezeigt. – Bild: Schneeberger

Der Kreuztisch beinhaltet die auf Linearführungen laufenden X- und Y-Achse und ist auf dem Maschinenbett platziert. Die Y-Achse trägt die mit einem Direktantrieb ausgestattete und mit einem Kühlsystem versehene Werkstückantriebseinheit (A-Achse). An der Säule, die konstruktiv über eine FEM-Analyse in ihrer Steifigkeit ausgelegt wurde, hängt der Schlitten für die verfahrbare Z-Achse mit dem angebauten Schleifkopf als B- oder C Achse ausgeführt und der integrierten Schleifspindel.

Optional kann die Maschine auch mit zwei Schleifspindeln ausgeführt und die Antriebe für X-, Y- und Z-Achse mit Linearmotoren ausgestattet werden. Die Schleifspindelachse in Bezug auf den Drehpunkt in der C-Achse wurde auf geringsten Hebelarm optimiert zur Einhaltung bester Schleifergebnisse. Die Drehung der Achse wird durch ein spielfreies, vorgespanntes Schneckengetriebe realisiert, wobei die Vorspannung über ein Federpaket nachgestellt wird. Bei Einsatz von Schleifscheiben mit großem Durchmesser können diese automatisch gewuchtet werden.

Die Schleifspindeln werden bei Schneeberger selbst produziert, sind gekühlt, leistungsstark und steif ausgelegt.

Abrichteinheiten, ausgeführt als Profilabrichtscheibe im Einstechablauf oder als Diamantscheibe zum Profilieren, sind an der A-Achse oder auf dem Tisch angeschlagen.

Ausschlaggebend für gute Schleifqualität ist ebenfalls das gesamte Kühlsystem. Das Kühlmittel beim Schleifen, die Kühlung des Gehäuses der A-Achse und des Schleifmotors werden auf einem Temperaturniveau gehalten.

Die J. Schneeberger Maschinen hat eine hohe Eigenfertigungstiefe mit bis zu 90 Prozent bei mechanischen und elektrischen Baugruppen. Die gesamte Verdrahtung im Schaltschrank wird im eigenen Schaltschrankbau realisiert.

Schleifen einer Verzahnung und Messtaster. – Bild: Schneeberger
Schleifen einer Verzahnung und Messtaster. – Bild: Schneeberger

Automatisierungskomponenten

Gut zugänglich, im vorderen Bedienbereich der Maschine, ist ein Schleifscheibenmagazin, vertikal rotierend, eingebaut. Es kann bis zu 14 Schleifscheibensätze mit maximal drei Scheiben speichern. Ein Linear-Handling bringt die Scheiben in den Arbeitsraum, zusammen mit den Kühlmitteldüsen, die an den Scheibensätzen montiert und auf die Kühlposition eingerichtet sind. Die Kühldüsen werden auf Vorhandensein mit Sensor überwacht.

Für den Transport der Werkzeuge/Rohlinge ist ein Knickarmroboter eingesetzt, der auch die Bestückung der Werkstückspindel mit entsprechenden Spanneinheiten übernimmt. Die Rohlinge und die geschliffenen Werkzeuge werden auf einen Palettenspeicher abgelegt.

Der Fanuc-Roboter mit 6 Kilogramm Traglast – Bild: Schneeberger
Der Fanuc-Roboter (Traglast 6 Kilogramm) bestückt zwei bis vier Paletten beim Werkstückwechsel. – Bild: Schneeberger

Die Paletten (Variopalette) haben ein intelligentes Stecksystem für unterschiedliche Schaftdurchmesser der Werkzeuge. Dabei werden über einen federbelasteten Andrückfinger die Durchmesserunterschiede aufgefangen. Sollen verschiedene Durchmesser gespannt werden, kann der Ladegreifer aus einem Magazin unterschiedliche Spannhülsen auswählen und automatisiert die entsprechende Hülse in das Spannfutter einführen.

Bei Schleifaufgaben, die größere Spannmittel benötigen, werden diese in einem seitlich direkt an der Maschine angebauten Archiv (Robot Arena), gespeichert. Ein Roboter mit maximal 20 Kilogramm Tragkraft versorgt dann die Maschine.

Schneeberger baut eigene Schleifspindeln und auch einen Messtaster, der zum Antasten der Ist-Position der Schleifachse beim Abnullen genutzt wird. Im Produktionsablauf kann beim Entladen der Werkzeuge aus dem Arbeitsraum eine Laser-Beschriftung aufgebracht werden.

Roboter mit einer Traglast von 20 Kilogramm  – Bild: Schneeberger
Mit einem Roboter (Traglast 20 Kilogramm) können Sonderspannfutter eingewechselt werden. – Bild: Schneeberger

Schleifprozesse

Die entwickelte Software zur Prozessgenerierung Quinto Qg1 bietet eine zugeschnittene, komfortable Plattform zur Prozessgestaltung. Die Funktionalitäten sind übersichtlich dargestellt, schnell aktiviert, und man kommt mit den angebotenen Funktionen sehr schnell zu einem definierten Schleifprozess. Die vorhandenen Datenarchive von Standard-Schneeberger und anwendereigene Daten unterstützen dabei die Schleifprogrammerstellung.

CAD-Modelle des Werkzeugs können eingelesen werden und in wenigen Schritten ist der Schleifpfad mit Scheibeneinsatz programmiert. Aber auch direkt in der Software am Bedienpult generierte Schleifprozesse, die in einem 3D-Datenmodell dargestellt werden, sind in drei Schritten fertiggestellt.

Sehr komfortabel ist die zweigeteilte Aufteilung des Bildschirms, wobei das zu bearbeitende Werkzeug und das momentan neu erstellte Programm dargestellt wird. Der Bediener kann jegliche Geometrie gestalten und hat dabei einen hohen Freiheitsgrad. Über Simulationsabläufe können Konturverletzungen beim Generieren durch den eingesetzten Schleifkörper angezeigt werden.

Bearbeitung

Beim Maschinencheck wurde auf der Software Qg1 ein Vollhartmetallfräser direkt an der Maschine generiert und anschließend geschliffen. Bemerkenswert war der weiche, harmonische Schliff und die erzeugte gleichmäßig feine Oberfläche. Auf der Nachbarmaschine wurde danach das hochfrequente Gear Profiling an einem Verzahnungswerkzeug vorgeführt, eine Bearbeitung bei der Schneeberger fundierte Kompetenzen hat.

Schleifsoftware Qg1. – Bild: Schneeberger
Die Schleifsoftware Qg1 hat bedienerfreundliche Funktionalitäten und einen übersichtlichen Aufbau. – Bild: Schneeberger

Steuerung

Als Steuerung wird ausschließlich die Fanuc 31i eingesetzt, wobei auch durchgängig Fanuc-Baugruppen in den Antriebssträngen verwendet werden. Die CAD/CAM-Software Qg1 läuft auf der Steuerung.

Service/TCO

Der Service wird in den Hauptmärkten von den lokalen Tochtergesellschaften übernommen. Die Hotline ist standardmäßig in den Bürozeiten besetzt. Serviceeinsätze beim Kunden werden über Berichte protokolliert, erfasst und dann in ein ERP-System eingegeben. Hier können noch Potenziale genutzt werden, die über systematische Analysen, Ergebnisse erbringen, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Ein Ticket-System bei Eingang einer Störmeldung vom Kunden ist in der Planung. Bei Bedarf werden kurzfristig Meetings einberufen und konstruktive Maßnahmen zum Abstellen der Mängel festgelegt.

Meine Meinung

Bei der J. Schneeberger ist eine umfangreiche Kompetenz in der Werkzeugschleiftechnik vorhanden. Auch Sonderlösungen wie das „Gear Hob Profiling“ werden im Engineering mit dem Kunden realisiert. Durch die enorme Vielfalt an optional verfügbaren Sonderbaugruppen im Maschinenaufbau der Gemini NGM kann der Kunde „seine Maschine“ konfigurieren und damit ein großes Werkzeugspektrum schleifen. Mit der bedienerfreundlichen, komfortabel und übersichtlich aufgebauten Schleifsoftware Quinto Qg1 können neue Schleifaufgaben minutenschnell generiert werden. Sehr vorteilhaft sind, auch in Bezug auf wirtschaftliches Schleifen, die automatisch einwechselbaren Werkstückspannfutter, die in Sonderbaugrößen ein Gewicht bis 20 Kilogramm haben. Im vorhandenen ERP System sind noch Potenziale für Analysen zu nutzen. Edwin Neugebauer

Zahlen+Fakten

Werkzeugschleifmaschine Gemini NGM von Schneeberger
Arbeitsraum (X/Y/Z-Achse) (mm) 500 X 400 X 380
C-Achse, Drehwinkel 365 °
Schleifspindel-Aufnahmeschaft HSK 50; HSK 80; HSK 190
Schleifspindel 10 KW (100%); 13 KW (60%); 24 KW (100%); 32 KW (60%)
A-Achse 360°; Schneckengetr,.40 rpm; Torque: 800 rpm
Werkstückaufnahme in A-Achse ISO 50
Schleifscheibenmagazin 8, 14, Positionen; max. 42 Schleifscheiben
Werkstück-Lader Roboter (Traglast: 6/20kg)
Werkstückmagazin max. 4 Paletten 300 x 300; Stack; Arena f. Spannfutter
Steuerung Fanuc 31i B5
Grundfläche 1350 x 2304 mm
Gewicht 7 t
Preis-Standardmaschine 330.000 Euro


Auf einen Blick: Gemini NGM von Schneeberger

Stärken:

  • flächenoptimales Layout
  • steifer, kompakter Maschinenaufbau
  • umfangreiche Sonderausstattungen
  • großes schleifbares Werkzeugspektrum
  • gute Automatisierung im Prozess
  • funktionale, bedienerfreundliche Schleifsoftware
  • schnelle Generierung neuer Schleifprogramme
  • große Schleifspindelauswahl
  • hohe Eigenfertigung

 Schwächen:

  • keine systematische Auswertung im ERP von Servicedaten

 


Maschinen-Check Ergebnisse, Punktezahl

maximale
Punktezahl 
erreichte
Punktezahl
Schneeberger Gemini NGM
Maschineninbetriebnahme 25,00 22,50
Zeitaufwand bis Job 1 12,50 10,00
Nachweis Bearbeitungsqualität 2,50 2,50
Achsenvermessung 2,50 2,50
Einweisung Anwender 7,50 7,50
Wartungsfreundlichkeit 100,00 95,00
Zugänglichkeit bei Wartungsarbeiten 25,00 22,50
Zugänglichkeit bei Störungen 35,00 35,00
Hauptspindel-Austauschzeit 15,00 15,00
Austauschzeit-Vorschubkomponenten 15,00 13,50
automatische Überwachungsfunktionen 10,00 9,00
Automatisierung 100,00 100,00
Maschinenstart/Referenzfahren 30,00 30,00
Bedienung/Beschickung 30,00 40,00
Aufwand für Werkstück-/Werkzeugspannung 40,00 30,00
Steuerung 50,00 48,00
Steuerung / Komfortfunktionen 30,00 30,00
Kollisionsbetrachtungen 20,00 18,00
Umrüstfreundlichkeit 50,00 50,00
Flexibilität Werkzeug- /Werkstückspannung 25,00 25,00
Einrichteaufwand 15,00 15,00
Mehrfachspannung/Model-mix 10,00 10,00
Service 75,00 68,25
Verfügbarkeit Servicepersonal 30,00 27,00
Ersatzteillager / Anfertigung von Ersatzteilen 22,50 22,50
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit 15,00 12,00
Wartungsverträge 7,50 6,75
TCO 85,00 40,80
Analyse Kostentreiber vorhanden 34,00 17,00
Bewertung und Zahlen: Ausfallzeiten / Reparaturzeit 34,00 13,60
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung 17,00 10,20
Vertragsgestaltung 15,00 10,00
Garantiezeit 5,00 4,00
Zahlungsbedingungen 5,00 4,00
TCO-Prozess fixiert 5,00 2,00
Summe 500,00 434,55


Maschinen-Check Ergebnisse
Maschinenlieferant: Schneeberger; Maschine: Gemini NGM


MASCHINENINBETRIEBNAHME
Zeitaufwand bis Job 1 Komplette INB inkl. Kundenabnahmeteile schleifen ca. 3Tage; Aufstellen/Anschließen/Inbetriebnahme: 1 Tag; Schleifen -Kunde: 2 Tage
Nachweis Bearbeitungsqualität Vermessen der Abnahmeteile in Form und Geometrie ggf. Rauheit; eigenes Normteil für interne Abnahme
Achsenvermessung Jede Maschine mit Laser und Granitlineal und Messdorn im Werk mit µ-Uhr auf Einhaltung der Toleranzen überprüft. Auf Wunsch auch beim Kunden vor Ort; Kreisformtest-Renishaw
Einweisung Anwender Individuell pro Kunde nach dessen Wünschen und Bedürfnissen. 1 Anwendungstechniker pro Kunde, Werkabnahme mit Kundenwerkstück, Einzelschulung. Auf Wunsch Schulung vor Ort. Schulungsplan ist vorhanden, Inbetriebnahme inklusive
     
WARTUNGSFREUNDLICHKEIT
Austauschbarkeit von Verschleißteilen Einfach und schnell. Gute Zugänglichkeit durch große Wartungszugänge.
Zugänglichkeit bei Störungen Pneumatik, Hydraulik, Zentralschmierung offen zugänglich, zusammengefasst an Masch.-Rückseite
Hauptspindel-Austauschzeit 1-2 h; Einmessen über Schneeberger-Dorn
Austauschzeit ¬- Vorschubkomponenten Servoantrieb ca. 45min. Kugelgewindetrieb ca. 2h
Automatische Überwachungsfunktionen Thermische Entkopplung d. Masch. Kühlung der Antriebe über Ölfluss,Kühlmitteldurchfluss, Temperatur-Motoren, Messysteme, Kalibrierzyklen für Maschinenkinematik, optional Temp. - Sensor für Mitschrieb - Temperaturverhalten der Maschine wird über LOG-file in der Steuerung archiviert
     
AUTOMATISIERUNG
Aufwand f. Werkstückspannung/Werkzeugspannung Abhängig vom gewählten System, durch verfügbaren automatischen Hülsenwechsler Umrüstung auf anderen Durchmesser automatisch. Automatisch durch Scheibenwechsler inkl. Kühlmitteldüsen oder manuell über 1 zentrale Schaube (re-li Gewinde)
Bedienung/Beschickung Durch Palettensystem minimaler Lader- Maschinenstillstand beim Rüsten eines neuen Jobs, da die Palette vorgerüstet und innerhalb weniger Sekunden getauscht werden kann
Maschinenstart/Referenzfahren Bei den eingesetzten absoluten Maßstäben ist eine Referenzfahrt nicht notwendig
     
STEUERUNG
Steuerung / Komfortfunktionen Fanuc 31 i BS ; Internetzugang auf Steuerung über TCP/IP-Adresse; Fernwartung
Kollisionsbetrachtungen Ab Software QG1 für gesamte Maschine verfügbar
     
UMRÜSTFREUNDLICHKEIT
Flexibilität-Werkstückspannung/Werkzeugspannung Einfaches Wechseln zwischen Zylindrischer Spannung, Plattenspannung und Spannung zwischen Spitzen möglich; Baukasten für Reitstock-/Lünettenfunktionen, manuell und hydraulisch
Einrichteaufwand Für Standardwerkzeuge 5 min
Teilebeschickung/Mehrfachspannung/Model-mix Durch Hülsenlader in Verbindung mit Variopalette kann ohne zusätzlichen Rüstaufwand eine Vielzahl von Durchmessern und Werkzeugtypen abgearbeitet werden. Jeder Palettenplatz ist frei programmierbar.
     
SERVICE
Verfügbarkeit Servicepersonal Hotline in Bürozeiten: Mo. bis Fr. 7.30 bis 18.00; In den Hauptmärkten in lokalen Tochtergesellschaften verfügbar. Dort in der Regel bei Maschinenstillstand innerhalb 24h vor Ort sonst 48h
Ersatzteillager/Anfertigung von Ersatzteilen Ersatzteillager lokal in den Hauptmärkten vorhanden. Express: Meldung bis 16.00 am nächsten Tag verfügbar vor Ort; Bei Bedarf werden auch noch für sehr alte Maschine (nur mit Fanuc-Steuerung)Teile gefertigt.
Teilezeichnungen-Archiv; Internetverfügbarkeit Komplette Dokumentation inkl. Zeichnungen wird mit jeder Maschine geliefert. Teilezeichnungen bis ins 20. Jahrhundert zurück intern archiviert. Ein Zugriff von Anwendern auf Fertigungszeichnungen ist nicht vorgesehen.
Wartungsverträge Jährliche Wartungsverträge oder Vollserviceverträge möglich ( auch 3-schichtig)
     
TCO
Analyse - Kostentreiber vorhanden Rückmeldung und Auswertung jeder Störung durch die Abteilung QS. Systematische Analyse und gff. Änderung der Konstruktion bzw. des Lieferanten.
Bewertung/Zahlen für Ausfallzeiten/Reparaturzeiten Im Zuge der obigen Auswertung integriert; z.Zt. Ticket-System in Planung
KVP-Maschinenlieferant bei Ausfallmeldung Analyse der Fehlerursachen und Abstellung systematischer Fehler innerhalb der Serie; detaillierte Anweisung für Fachkräfte bei der Mängelbeseitigung beim Kunden, systematischer Einbau von konstr. Updates über Tochtergesellschaften
     
VERTRAGSGESTALTUNG
Garantiezeit nach Vereinbarung
Zahlungsbedingungen nach Vereinbarung
TCO-Prozess fixiert Keine Auswertung in ERP-System
     
zusätzlicher Punkt aus Sicht Lieferant
Interne Servicedatenbank Auf die weltweit via FTP zugegriffen werden kann
     

Der Eintrag "freemium_overlay_form_fer" existiert leider nicht.