Roboterzelle iXcenter. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

Mit der Roboterzelle iXcenter können Roh- und Fertigteile schnell, sicher und flexibel zu- und abgeführt werden. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

| von Redaktion Fertigung

Mit der G420 präsentierte Index 2018 die Neukonstruktion eines großen Dreh-Fräszentrums. Im Rahmen der iXperience days 2020 feierte die Index G400 Premiere. Dieses Drehzentrum unterscheidet sich von der Index G420 dadurch, dass anstelle der Motorfrässpindel ein VDI-40-Revolver mit zwölf Stationen integriert wurde. Inzwischen wurde das Portfolio um die Index G500 und G520 komplettiert.

Das Dreh-Fräszentrum Index G420 ist für die Komplettbearbeitung von Bauteilen mit großem Durchmesser konzipiert. Mit Ausstattungsoptionen wie einer 120-mm-A11-Spindel und diversen Automatisierungskomponenten gewährleistet es die zielgerichtete, wirtschaftliche Zerspanung selbst schwer zu bearbeitender Werkstoffe.

Die Basis für die leistungsstarke Komplettbearbeitung legt ein Mineralgussbett in Monoblockbauweise, das der G420 eine so hohe Eigenstabilität verleiht, dass die Maschine bei der Aufstellung ohne Fundament über die Dreipunkt-Auflage installiert werden kann. Bei einem Maschinengewicht von zirka 23 Tonnen und einer Grundfläche von etwa 15 m² bietet dieses Konzept einer der besten Durchbiegungswerte aller vergleichbaren Maschinen auf dem Markt und sichert zusammen mit den großzügig dimensionierten Linearführungen in den X- und Z-Achsen sehr gute Stabilitäts- und Dämpfungseigenschaften.

Zudem verspricht das Verhältnis von ruhenden zu bewegten Massen über Faktor fünf nicht nur eine hohe Steifigkeit, sondern ermöglicht gute Dynamikwerte (Eilgänge bis 50 m/min) bei einer ausgeprägten Schwingungsarmut. Das Dreh-Fräs-Zentrum zeichnet sich ferner durch ein sehr günstiges Verhältnis von Arbeitsraum zu Außenabmessung aus.

Durchdachtes Arbeitsraumkonzept. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
Durchdachtes Arbeitsraumkonzept für Drehlängen bis 1.600 Millimeter/2.300 Millimeter und variable Bearbeitungsmöglichkeiten. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

Maschine erbringt hohe Zerspanungsleistung

Für die hohe Zerspanungsleistung sind in erster Linie Haupt- und Gegenspindel verantwortlich, die im Standard identisch ausgeführt sind. Sie bieten mit ihrem A8-Spindelkopf (nach ISO 702/1) eine maximale Antriebsleistung von 41 Kilowatt, ein Drehmoment bis zu 764 Newtonmeter und eine Drehzahl bis 4.000 min-1. Die Spindel kann Spannfutter bis zur Größe 315 Millimeter aufnehmen und hat einen Spindeldurchlass von 102 Millimeter. Dank der leistungsstarken Motorfrässpindel (max. 26 Kilowatt, 150 Newtonmeter und 12.000 min-1) mit bewährter Y/B-Pinolen-Kinematik sind sogar komplexe simultane 5-Achs-Fräsbearbeitungen möglich. Der Arbeitsbereich genügt für Teile bis zu einer Länge von 2.300 Millimeter und bietet großzügig Platz zur Bearbeitung jedweder Art von Werkstücken.

Seit Mitte 2019 steht auch eine Motorspindel mit 120 Millimeter Durchlass zur Verfügung, die mit ihrem A11-Spindelkopf ein noch höheres Drehmoment von bis zu 1.000 Newtonmeter aufbringen kann und für Spannfutter bis zur Größe 400 Millimeter ausgelegt ist (maximale Antriebsleistung 42 Kilowatt, maximale Drehzahl 3.000 min-1). Als Alternative zur Gegenspindel bietet Index auch einen Reitstock an, der mit einer hohen Andruckkraft von bis zu 14 Kilonewton aufwartet.

Systembaukasten erlaubt flexiblen Einsatz

Der Systembaukasten lässt weitere Wahlmöglichkeiten zu. So können bis zu drei Werkzeugträger in den Arbeitsraum integriert werden – alle mit Y-Achse ausgestattet. Bei Maschinen in dieser Größe ein einzigartiges Merkmal. Wer keine dreiachsigen Werkzeugträger benötigt, kann die Index G420 auch mit zweiachsigen Drehrevolvern (X/Z) bestücken lassen, die eine nochmals höhere Stabilität aufweisen.

Der Systembaukasten bietet eine Vielzahl von Wahlmöglichkeiten. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
Der Systembaukasten der großen Index Dreh-Fräszentren bietet eine Vielzahl von Wahlmöglichkeiten. So können bis zu drei Werkzeugträger in den Arbeitsraum integriert werden – alle mit Y-Achse ausstattbar. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

Für die Bearbeitung von langen oder wellenförmigen Teilen stehen Revolverlünetten zur Verfügung, und es lassen sich anstelle des unteren Revolvers Stand-alone-Lünetten montieren, die auf einem eigenem Schlitten verfahren und so das Bauteil optimal abstützen.

Große Bedeutung kam bei der Neuentwicklung der Index G420 dem ergonomischen Rüst- und Bedienkonzept zu. Alle relevanten Komponenten sind für Bedien- und Wartungspersonal leicht erreichbar. Da sich der Späneförderer links oder rechts anbauen lässt, kann der Anwender die zur Verfügung stehende Aufstellfläche optimal nutzen.

Verschiedene Automatisierunglösungen sind erhältlich

Als einfache Automatisierungslösung ist eine integrierte CNC-gesteuerte Werkstückhandhabung erhältlich. Sie kann als 2-Achs-Handhabungseinheit ausgeführt sein, die das Be- und Entladen sowie Reststückentnahme für Teile bis 25 Kilogramm Gewicht und einem Durchmesser von bis zu 140 Millimeter in Verbindung mit der A8-Spindel übernimmt.

Während bisher nur ein Wellengreifer zur Verfügung stand, bietet Index auch einen Scheibengreifer für Flanschteile an. Dieser kommt insbesondere in einer dreiachsigen Ausführung der Handhabungseinheit zum Einsatz, bei der eine Rundachse die lineare Z- und X-Achse ergänzt. Damit lassen sich Teile mit bis zu 300 Millimeter Durchmesser und 200 Millimeter Länge über die Horizontale hinaus schwenken.

Weitere individuelle Automationslösungen, wie Transportbänder oder Roboterhandhabung mit Nebenfunktionen können kundenspezifisch integriert werden. Für die Automatisierung über Portalsysteme von Drittanbietern hat Index eine elektrisch betriebene Ladeluke integriert. Als Steuerung ist eine Siemens 840D SL adaptiert, die über das Index-System iXpanel bedient wird. Dank der ganzflächig berührungsempfindlichen Oberfläche ermöglicht iXpanel dem Anwender über Softkeys ein äußerst komfortables Einrichten und Steuern.

Dreh-Fräszentrum Index G400. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
Index G400: Das innovative Dreh-Fräszentrum für die leistungsstarke Komplettbearbeitung von großen Werkstücken. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

Was das Drehzentrum Index G400 kann

Wer bis zu 2.300 Millimeter lange Teile komplettbearbeiten möchte, bei denen ein großer Anteil der Zerspanung aus Drehen besteht, und für das Bohren und Fräsen angetriebene Werkzeuge genügen, ist mit dem Dreh-Fräszentrum G400 bestens bedient.

Im Gegensatz zur Schwestermaschine G420, deren oberer Werkzeugträger als Motorfrässpindel mit großem Werkzeugmagazin ausgeführt ist, besitzt die G400 dort einen VDI-40-Revolver mit zwölf Stationen. Die dort eingesetzten angetriebenen Werkzeuge liefern dank einer 10,5 Kilowatt starken Motorisierung mit 35 Newtonmeter Drehmoment – unterstützt von der Index-W-Verzahnung – ebenfalls überzeugende Bohr- und Fräsergebnisse.

Eine Besonderheit dieses Revolvers ist seine Pinole, die ihm einen großen Y-Hub von ± 100 Millimeter ermöglicht. In ihr steckt über Jahre gesammeltes Know-how und viel Entwicklungsarbeit hinsichtlich hervorragender Dämpfungseigenschaften und minimaler Reibung. Die Pinole basiert auf einer Polygonkontur, die hohe Kräfte aufnehmen kann. Mehr technische Highlights sind der gehärtete Pinolenwerkstoff, der mit einer speziellen Textur versehen wird, und die leicht vorgespannte Gleitführung.

Auf einen Blick

Alle neuen großen Dreh- und Drehfräszentren der Index-Baureihe G400/420 und G500/G520 sind automatisierbar. Zum einen mit integrierten Werkstückhandhabungssystemen oder den bewährten iXcenter-Lösungen. Diese bieten einen umfangreichen, individuell zusammenstellbaren Baukasten für das gesamte Handling einschließlich der Einbindung vor- und nachgelagerter Prozesse.

Mit dieser Ausstattung ist die G400 eine ideale Ergänzung zur G420, die auf der gleichen Basis aufsetzt. Das Mineralgussbett in Blockbauweise erzeugt durch eine außerordentlich hohe Eigensteifigkeit und sichert zusammen mit den großzügig dimensionierten Linearführungen in den X- und Z-Achsen sehr gute Stabilitäts- und Dämpfungseigenschaften. Zudem liegt das Verhältnis ruhende zu bewegten Massen bei einem Faktor deutlich über fünf, was nicht nur für eine exzellente Steifigkeit spricht, sondern glänzende Dynamikwerte bei einer ausgeprägten Schwingungsarmut liefert.

G400 ist gute Wahl für kleine Losgrößen

In der Standardausführung der G400 sind die beiden unteren VDI-40-Werkzeugrevolver nicht nur in X- und Z-Richtung, sondern auch mittels einer linearen Y-Achse um ± 70 Millimeter verfahrbar. Sie stellen jeweils zwölf Stationen zur Verfügung, die alle mit angetriebenen Werkzeugen bestückt werden können. So stehen genügend Werkzeuge zur Verfügung, um auch anspruchsvolle Aufgabenstellungen ohne zusätzlichen Rüstaufwand abzudecken.

Damit ist das große Dreh-Fräszentrum auch für kleine Losgrößen die richtige Wahl. Wer noch mehr Werkzeuge benötigt, kann die beiden unteren Revolver mit jeweils 18 Stationen ausstatten lassen, muss hierbei allerdings auf die Y-Achse verzichten.

Dank des geräumigen Arbeitsraums und des großen Abstands zwischen der Haupt- und Gegenspindel kann der Anwender kollisionsunkritisch alle drei Werkzeugrevolver zeitgleich an Haupt- und Gegenspindel einsetzen. Die Drehlänge von bis zu 2.300 Millimeter erlaubt die wirtschaftliche Bearbeitung eines breitgefächerten Teilespektrums. Zudem lässt sich optional eine Revolverlünette auf den Revolvern aufbauen. Beide Arbeitsspindeln sind fluidgekühlt und bieten in der A8-Variante einen Stangendurchlass von 102 Millimeter oder die Möglichkeit, Spannmittel der Baugröße 315 Millimeter (mit Umlauf 340 Millimeter Durchmesser) einzusetzen.

Große Freiheitsgrade im Arbeitsraum. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
Große Freiheitsgrade im Arbeitsraum für vielfältige Bearbeitungsmöglichkeiten. - Bild: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

Die Spindeln der Baugröße A11 sind mit einem Stangendurchlass bis 120 Millimeter ausgelegt. Die maximale Spannfuttergröße beträgt hier 400 Millimeter. Die Motorspindeln stehen durch ihre hohe Dynamik, Leistung und Drehmoment (A8: 41 Kilowatt, 920 Newtonmeter / A11: 43 Kilowatt, 1.000 Newtonmeter) für eine produktive Drehbearbeitung.

Für den automatisierten Betrieb der G400 bietet Index zwei verschiedene integrierte Handhabungseinheiten an, die das Be- und Entladen sowie die Reststückentnahme kleiner bis mittelgroßer Teile mit einem Gewicht von bis zu 20 Kilogramm übernehmen. Da die Teile im Bereich über der Spindel hinweg ausgeschleust werden, liegt bei der zweiachsigen Ausführung der maximale Durchmesser bei 160 Millimeter. Das dreiachsige Werkzeughandling verfügt über eine zusätzliche Schwenkachse, so dass Teile bis zu 250 Millimeter Durchmesser bewegt werden können.

Auch Roboter-gestützte Automatisierung ist möglich

Wer eine High-End-Automatisierung mit Roboterunterstützung wünscht, bekommt auch eine solche von Index geliefert. Das Entwicklungsteam hat für die Lösung an der Index G400 einen modularen Aufbau gewählt, der es ermöglicht, von zwei Seiten verschiedene Einheiten zum Bestücken, Messen, Reinigen und so weiter an die weitgehend autarke Standardroboterzelle anzudocken. Das Be- und Entladen findet über die Maschinentüre statt.

Die Steuerung der Index G400 übernimmt eine Siemens Sinumerik 840D SL. Für einfache und sichere Bedienung sorgen ein 18,5“-Touchterminal und das Index-Cockpitsystem iXpanel, mit dem der Anwender seine Maschine auf einfache Weise in Netzwerkstrukturen einbinden und ohne großen Zusatzaufwand die Index-eigene IoT-Plattform iX4.0 nutzen kann.

Portfolio um Index G500/G520 erweitert

Inzwischen wurde das Portfolio um die Index G500/G520 erweitert – ein innovatives Dreh-Fräszentrum der Extraklasse, vor allem wenn es um die effiziente Fertigung großer Werkstücke mit hoher Komplexität und Varianz geht.

Auf der Basis eines steifen und schwingungsdämpfenden Maschinenbetts in Mineralguss-Blockbauweise und großzügig dimensionierten Linearführungen in X- und Z-Achsen steht diese Baureihe für modernen Maschinenbau und somit für exzellente Bearbeitungsergebnisse bei hoher Produktivität.

Drei Werkzeugträger bieten mit einem Werkzeugvorrat von bis zu 151 Werkzeugen höchste Flexibilität bei der Komplettbearbeitung komplexer Werkstücke. Insgesamt bis zu 14 produktive Achsen sorgen für überzeugende Arbeitsergebnisse.

Maschinenkonzept G500/G520 von Index

  • identische Haupt- und Gegenspindel mit Spindeldurchlass Ø 120 Millimeter, Drehmoment bis 2.000 Newtonmeter
  • Spannfutter bis maximal Ø 500 Millimeter
  • drei Werkzeugträger für bis zu 151 Werkzeuge (G520)
  • leistungsstarke Motorfrässpindel mit bewährter Y/B-Pinolen-Kinematik für komplexe 5-Achs-Fräsbearbeitungen (G520)
  • durchdachtes Arbeitsraumkonzept für Drehlängen bis 1.600 / 2.300 Millimeter und variable Bearbeitungsmöglichkeiten
  • hohe thermische und mechanische Stabilität

Der Systembaukasten dieser Baureihe bietet eine Vielzahl von Wahlmöglichkeiten. So können bis zu drei Werkzeugträger in den Arbeitsraum integriert werden. Der Arbeitsraum bietet großzügig Platz zur Bearbeitung jedweder Art von Werkstücken. Der Arbeitsbereich kann Teile bis zu einer Länge von 1.600/2.300 Millimeter aufnehmen. Die kräftige Haupt- und Gegenspindel ist für Stangendurchmesser bis zu Ø 120 Millimeter und bei Futterteilen bis zu Ø 500 Millimeter ausgelegt. Für die Bearbeitung von langen oder Wellenteilen stehen Revolverlünetten zur Verfügung.

Die Index G520 ist mit einer leistungsstarken Motorfrässpindel ausgestattet und damit in der Lage, 5-achsige Bearbeitungen simultan durchzuführen. Große Bedeutung kam bei der Neuentwicklung dem ergonomischen Rüst- und Bedienkonzept zu.

Bei all diesen Entwicklungen von Index fließen konsequent auch die Wünsche der Anwender mit ein. Ulrich Baumann, Leiter Entwicklung & Konstruktion Einspindelautomaten bei Index, erklärt: „Die Maschinen werden mittlerweile vom Markt getrieben. Das heißt, unsere Kunden ziehen alle Optionen und kommen mit der ein oder anderen Idee auf uns zu, um speziell ihre Fertigung nochmals zu pushen. Diese Anfragen nehmen wir gerne auf.“

Quelle: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky

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