Großportalfräsmaschinen in Gantry-Bauweise eignen sich besonders, um große, schwere und sperrige Werkstücke
optimal zu bearbeiten. (Bild: Starrag)
Rainer Gondek, Marketingleiter der Tuttlinger Chiron-Werke GmbH & Co. KG prognostiziert: „Wir erwarten in Zukunft eine spürbare Zunahme der Nachfrage nach Bearbeitungszentren für das Fräsen von Großteilen aus dem Automobilsektor und der Luft- und Raumfahrt.“ Auch in der Automobilbranche sieht Chiron gute Absatzchancen. Momentan könne ein Wechsel der Fertigungsverfahren für Rahmen- und Strukturteile bei Pkw beobachtet werden. Federbeindome, Türrahmen, Motorträger, Türsäulen und andere Fahrwerkskomponenten würden immer weniger aus Stahl gefertigt und geschweißt. Stattdessen setzten die Hersteller auf Leichtbaukonzepte in der Großserienfertigung.
Modularer Aufbau
Eine wichtige Rolle spielt bei Chiron der modulare Aufbau der Fertigungszentren nach dem Baukastenprinzip: Auf Basis von einheitlichen Grundkomponenten gibt es eine Vielzahl an
Kompakt-Portal-fräsmaschine für große Teile und vielfältige Bearbeitungsaufgaben.
Bild: Fooke
serienmäßigen Ausstattungsvarianten, mit denen sich individuelle Maschinen für ein breites Anwendungsspektrum konfigurieren lassen. Die effiziente Werkstückbearbeitung steht bei allen Maschinen im Mittelpunkt. Für eine kraftvolle Zerspanung bieten die Spindeln bei den Mill-Modellen bis zu 300 Nm Drehmoment.
Kompakt-Portalfräsmaschinen liegen im Trend. Ein Beispiel dafür ist die Baureihe Endura 700 Linear der Fooke GmbH, einem Spezialisten für große und sehr große Portalfräsmaschinen. Maschinen dieser Baureihe zeichnen sich durch ein optimales Verhältnis von eingesetzter Masse zur Steifigkeit der Maschinenstrukturkomponenten aus. Mittlerweile hat Fooke nochmals nachgelegt: Die Endura 700 Linear XL ist eine Großmaschine mit Verfahrwegen von bis zu 5690 mm x 3500 mm x 1500 mm (X x Y x Z), die sich durch die Eigenschaften einer Kompakt-Portalfräsmaschine auszeichnet. Für die fünfachsigen Maschinen der Baureihe, die mit Linearmotoren in allen Linearachsen und vielfach Torquemotoren in den Rundachsen ausgestattet sind, können unterschiedliche Fräsköpfe mit Hochfrequenz-Frässpindeln (HSK 63A oder auch HSK 100A) gewählt werden.
Für Wolfgang Ziemann, Vertriebsleiter der Handtmann A-Punkt Automation GmbH, „liegt der Fokus bei unseren Bearbeitungszentren auf verkürzten Bearbeitungszeiten und gleichzeitig hoher Genauigkeit bei komplexen Bauteilen“. Ziel ist es, die Produktivität der Kunden zu steigern.
War vor kurzem noch eine Automation für zwei Paletten gefragt, verstärkt sich in vielen Bereichen der Trend des Mehrpalettenhandlings bis hin zur Verkettung mehrerer Maschinen: „Wurden früher Maschinen noch ein bis zwei Stunden mannlos betrieben, geht heute der Trend dazu, dass ganze Schichten mannlos abgedeckt werden.“ Diese Anforderungen zielen alle in eine Richtung: Maximale Nutzung der Maschinen, meistens mithilfe von intelligenten Automationslösungen aus einer Hand – direkt vom Maschinenhersteller.
In der Großteilebearbeitung sind Produktivität, Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit, Präzision, Drehmoment und Leistungsfähigkeit gefragt.
Bild: Heller
„Wir Werkzeugmaschinenhersteller,“ sagt Manfred Maier, Geschäftsführer der Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH, „müssen unseren Kunden helfen, zu optimalen Stückkosten produzieren zu können. Diese Anforderung gilt für Unternehmen aus der Automobilindustrie, dem allgemeinen Maschinenbau, der Energieanlagentechnik und aus vielen weiteren Branchen.“ Wichtig sind Attribute wie Produktivität, Zuverlässigkeit, Prozess-Sicherheit, Präzision, Drehmoment- und Leistungsfähigkeit. Dies gilt ganz besonderes auch bei der Bearbeitung von großen und/oder schweren Werkstücken.
Trend zu Großmaschinen und Verkettung
Einen Trend zu großen und sehr großen Maschinen hat Armin Wunderlich, Geschäftsführer der Matec Maschinenbau GmbH, ausgemacht: „Die Bearbeitung großer Teile ist immer weitgehend
Bodenlaufende Maschinen mit Universalfräskopf für die Großteilebearbeitung sind einfach beladbar.
Bild: Matec
im Inland geblieben und wird in den Zukunftsbranchen erneuerbare Energien wie Windkraft, Wasserkraft und Solaranlagen immer stärker nachgefragt.“
Die Aerospace Industrie braucht große Teile in kleiner bis mittlerer Stückzahl bei Anforderung höchster Präzision. Große Portalmaschinen, die etwa im Werkzeug- und Formenbau den Werkstückdimensionen kaum mehr Grenzen setzen, werden in Zukunft eine immer größere Rolle spielen.
Die PBU-Baureihe von Matec – bodenlaufende Maschinen mit Universalfräskopf – ist auf die Fertigung von Werkzeugen und Formen, Schweißteilen und Platten ausgerichtet. Die Bauweise der Portalmaschinen ist auf geringen Platzbedarf, hohe Stabilität und größtmögliche Leistung ausgelegt. Eines der wichtigsten Elemente für Stabilität und Präzision ist dabei die besondere Bauweise des Portalbalkens mit einem überproportionalen Querschnitt.
Insgesamt vier Baureihen an Multi-Funktionsmaschinen für die Großteilebearbeitung hat Mazak zu bieten: Vortex, Integrex e-H, Integrex e-V und Integrex e-Ramtec. Die Vortex-Baureihe ist mit einem Tisch für höchste Positioniergenauigkeit ausgestattet. Für vertikale Anwendungen mit Drehoperationen stehen Maschinen in verschiedenen Baugrößen der Reihe Integrex e-V sowie für innenliegende Dreh- und Fräsbearbeitungen Maschinen der Baureihe Integrex e-Ramtec zur Verfügung.
In der Großteilebearbeitung gewinnen Palettenwechselsysteme zunehmend an Bedeutung.
Bild: Pama
Die vertikalen Bearbeitungszentren Vortex mit 5-Achs-Simultansteuerung sind speziell für die Hochleistungsbearbeitung großer Werkstücke mit komplexen Konturen ausgelegt. Die Spindelkonstruktion mit Schwenkfunktion und die umkehrspielfreien Laufrollengetriebe sorgen für höchste Positionier- und Bearbeitungsgenauigkeit auch bei der Schwerzerspanung.
Die Maschinen der Baureihe Integrex e-Ramtec sind zusätzlich mit einer Ram-Spindel für die Innenbearbeitung bis in große Tiefe ausgestattet. Die Ram-Spindel mit ATC übernimmt die kontinuierliche Bearbeitung großer Werkstücke – auch bei tief eintauchendem Innendrehen und Innenfräsen. „Aufgrund der Größe der Werkstücke und den damit verbundenen vergleichsweise hohen Nebenzeiten beim Auf- und Umspannen“, so Thomas Ulrich, Niederlassungsleiter der Pama GmbH, „gewinnen Palettenwechselsysteme zunehmend an Bedeutung, auch bei Werkstückgewichten von deutlich mehr als 20 Tonnen.“
Verfahrensintegration
Gleichzeitig bekommt das Thema Verfahrensintegration einen zunehmenden Stellenwert. Deshalb integriert Pama beispielsweise Dreh-Frästische mit bis zu 15 t Palettenbelastung und bis 2500 mm Palettendurchmesser in die Fräs-Bearbeitungszentren, um Drehbearbeitungen, die vor oder nach dem Fräsen großer Werkstücke eine weitere Operation auf einer Karusselldrehmaschine erfordert hätten, in den Prozess zu integrieren. Ein deutlicher Trend, so Ulrich weiter, „wird in Bezug auf die Steuerungsanforderungen sichtbar: Viele Kunden erwarten heute Überwachungs- aber auch Auswertungsfunktionen von der Maschine, die vor Jahren eher noch die Ausnahme waren.“ Dazu gehören: Wartungszustand der Maschine mit allen Zubehöraggregaten, Online-Trouble-Shooting, Maschinenzustands-Fernabfrage, Auftragssteuerung der Maschine einschließlich vor- und nachgelagerter Prozesse. Insofern werden die Software-Anforderungen nicht nur an die Steuerungs- sondern auch an die Maschinenhersteller immer umfangreicher.
Höchste Genauigkeit
Eine „tiefgreifende Veränderung bei der Großteilebearbeitung“ erkennt Christoph Klumpp, Geschäftsführer der Parpas Deutschland GmbH: „Während in der Vergangenheit häufig die Machbarkeit einer Bearbeitung und die Erzielbarkeit
Auch in der Großteilebearbeitung müssen erzielbare Genauigkeiten prozesssicher abrufbar sein.
Bild: Parpas
einer Genauigkeit für den Kunden ausreichten, stellt dieser heute weitergehende Anforderungen an die Maschine.“ Die erzielbare Genauigkeit soll prozesssicher abrufbar sein, unabhängig von den Umgebungsbedingungen.
Ist das Maschinenkonzept hierzu in der Lage, können auch hochgenaue Arbeiten mannlos oder zumindest mannarm durchgeführt werden. Ein dafür entwickeltes, patentiertes System gewährleistet eine gleichbleibende Genauigkeit der Maschine, auch bei Veränderungen der Umgebungstemperatur und verzichtet dabei komplett auf elektronische Kompensationen.
Neue Produkte im Bereich der Einstiegsmaschinen ab 2000 mm Fahrweg verspricht Anton Müller, Geschäftsführer SHW Werkzeugmaschinen GmbH, für das Jubiläumsjahr 2015 – SHW wird 650 Jahre alt – aber auch „einige Neuerungen zur EMO 2015 in Mailand bei unseren mittleren und großen Baureihen.“
Technische Anforderungen
Komplettbearbeitungsmaschine speziell für tief eintauchende Innen-bearbeitung.
Bild: Yamazaki Mazak
Die neue Unispeed 7 ist bereits als Basismaschine für die Großteilbearbeitung ausgelegt. So lassen sich große Werkstücke bis sechs Meter Länge schnell und präzise bearbeiten. Das neu gestaltete Maschinenbett sorgt für noch mehr Ruhe und Stabilität. Es besteht aus einem Stück und ist mit Polymerbeton gefüllt.
Die Größe und das Gewicht von Werkstücken sind Merkmale, die zu ähnlichen Anforderungen an Großbearbeitungszentren aller Industriezweige führen, erläutert Dr. Georg Hanrath, Leiter Operations der Starrag Group: „Wenn es aber um die technischen Anforderungen und die wirtschaftliche Bearbeitung geht, ist dies nur der Anfang. Im Fokus steht die Bearbeitungsaufgabe des Kunden aus so verschiedenen Industriezweigen wie Aircraft, Energy oder Transportation. Hier kommt es auf die optimal zugeschnittene Lösung und das spezifische Know-how an: Groß und modular ist nur der Anfang!“
Walter Frick
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