µ-genau und hochflexibel

Trumpf hat stets das große Ganze im Blick: Die gesamte Unternehmens-, Prozess-, Produkt- und Gebäudearchitektur folgt, so scheint es, einem gemeinsamen genetischen Code, der in einer DNS aus Pioniergeist, Tatkraft, guten Ideen und gesundem Querdenken verschlüsselt ist. Wie in einem Organismus greifen bei dem weltweit anerkannten Werkzeugmaschinen- und Laserhersteller sämtliche Prozesse ineinander. Zugleich strebt jede einzelne Zelle nach dem Optimum. Was das konkret bedeutet, zeigt die Investition in zwei hochmoderne Dreh-Fräszentren DMG CTX gamma 2000 TC linear zur voll automatisierten 6-Seiten-Komplettbearbeitung hochpräziser Komponenten in kleinen Stückzahlen bis Losgröße 1.

In diffiziler Detailarbeit hat das Team um Roland Goehler, Gruppenleiter mechanische Fertigung bei Trumpf, gemeinsam mit dem Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk ein maßgeschneidertes Spanntechnikkonzept entwickelt. Es ermöglicht bei Drehteilen und kubischen Teilen in einer Größe von 40 bis 440 mm kürzeste Rüstzeiten von 2 min und eine exzellente Wechselgenauigkeit von bis zu 0,002 mm. Mithilfe der Hydrodehntechnik und deren dämpfenden Eigenschaften sind Werkstück-Oberflächengüten mit Rautiefen Rz < 0,001 mm erreichbar. Die Ergebnisse sind sowohl qualitativ als auch wirtschaftlich derart überzeugend, dass bislang fremdvergebene Aufträge reihenweise in die Eigenfertigung zurückgeholt wurden und heute auch neue optische Komponenten für hochmoderne Trumpf-Festkörperlaser effizient und mit maximaler Flexibilität in Eigenregie produziert werden. Über 40 Werkstücktypen können bereits heute im fliegenden Wechsel auf den beiden Dreh-Fräszentren in zwei Aufspannungen komplett bearbeitet werden. Typische Drehteile sind ebenso dabei wie typische Fräs- und Dreh-Frästeile. Auf mittlere Sicht sind rund 100 unterschiedliche Typen geplant.

Dass das geplante Werkstückspektrum im Laufe des Projekts komplett umgekrempelt wurde, belegt die hohe Reife des Spanntechnikkonzepts. Noch während der Anlagenplanung hatte der

Roland Goehler (li.), Gruppenleiter mecha-nische Fertigung, Dragan Lovric (Mitte), Maschinenbediener und Tamer Cakir (re.), Assistent
Projektleitung.

Erfolg der neu entwickelten Trumpf-Festkörperlaser und die damit verbundene Produktverschiebung ein radikales Umdenken erforderlich gemacht. Von heute auf morgen änderte sich das Teilespektrum von ursprünglich 200 bis 440 mm auf heute 40 bis 440 mm. Urplötzlich standen Goehler und sein Team vor einer Herausforderung, die sie mit Bravour meisterten. Mehr noch: die Flexibilität der beiden Dreh-Fräszentren wurde aufgrund des veränderten Teilespektrums deutlich nach oben ausgebaut, ohne dass es zu Nachteilen bei Rüstzeiten, Präzision oder Wirtschaftlichkeit kam. Heute verfügt die rotatorische Fertigung bei Trumpf über zwei hochmoderne Fertigungszentren.

Rund 90 Prozent aller Werkstücke werden mithilfe von Schunk-Sonderbacken auf Schunk-Kraftspannfuttern Rota THW gespannt.

In einem gemeinsamen Workshop hatte Trumpf bei Projektbeginn alle relevanten Spannmittelhersteller an einen Tisch geholt, um die ursprünglich für die Maschinen vorgesehenen Werkstücke sowie die Anforderungen an den Prozess vorzustellen. Mit einem gleichermaßen durchgängigen wie flexiblen Konzept für die Werkstückspannung gelang es Schunk, den Wettbewerb für sich zu entscheiden und zugleich erhebliche Synergieeffekte bei der automatisierten Beladung und bei der Werkzeugspannung zu generieren.

Sowohl die Haupt- als auch die Gegenspindeln beider Maschinen sind mit Schunk-Kraftspannfuttern Rota THW 400 mit Backenschnellwechselsystem ausgestattet und verbleiben bei sämtlichen Bearbeitungen auf den Maschinen. Statt umständlich komplette Spannmittel umzurüsten, wird die erforderliche Flexibilität für die jeweiligen Teile primär über Sonderbacken erzielt. Diese lassen sich innerhalb von maximal 2 min und ohne Ausdrehen von Spanneinsätzen mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,02 bis 0,03 mm wechseln. Im Vergleich zum konventionellen Backenwechsel auf einem Kraftspannfutter mit Spitzverzahnung spart Trumpf heute mit Rota THW rund 90 Prozent der Rüstzeit ein.

Über 40 Werkstücktypen im fliegenden Wechsel in 2 Aufspannungen komplett bearbeitet.

Für die Bearbeitung hochpräziser Teile wurde in die Durchgangsbohrung der Schunk-Kraftspannfutter auf der Gegenspindel eine Kegel-Schnellwechselaufnahme eingeschliffen. Sie ermöglicht es, anwendungsspezifische Schunk-Hydro-Dehnspannmittel oder mechanische Spannmittel in Sekundenschnelle unmittelbar auf dem Kraftspannfutter zu platzieren, wodurch die Rüstzeit der Maschine auf ein Minimum sinkt. „Die größte Herausforderung bei dem Projekt war es, eine Lösung zu finden, die so universell ist, dass sie 90 Prozent der Anwendungen abdeckt und zugleich die Möglichkeit für den Einsatz von Sonderspannmitteln bietet“, erläutert Ralf Weiglsberger, Key Account Manager bei Schunk. „Es gibt lediglich zwei Aufspannungen, dann muss das Teil fertig sein und automatisiert entnommen werden.“

Minimaler Rüstaufwand

Das Schunk-Keilstangen-Kraftspannfutter Rota THW war für diese Aufgabe geradezu prädestiniert. Es ist gezielt auf das hohe Prozesstempo, die Präzision und die Flexibilität moderner Multitasking-Maschinen abgestimmt. Aufgrund seiner

Schunk-Hydro-Dehnspannmittel zentrieren die Teile automatisch und ermöglichen eine ausgleichende Spannung an mehreren Durchmessern. Nach der Bearbeitung werden die Präzisionsteile automatisch entnommen.

exzellenten Backen-Wechselwiederholgenauigkeit lassen sich bei minimalem Rüstaufwand präzise Ergebnisse erzielen. Da es zudem sehr niedrig baut, bleibt jede Menge Platz in der Maschine. Die werkstückspezifisch entwickelten Schunk-Hydro-Dehnspannlösungen wiederum werden unmittelbar auf die Kraftspannfutter eingewechselt und benötigen weder eine Verbindung zur Hydraulik noch zum Spannzylinder. Vielmehr genügt es, dass der Maschinenzylinder stumpf auf den Hydro-Dehnspannkolben drückt, um den Spannmechanismus zu aktivieren. Fährt der Zylinder zurück, entspannt das Hydro-Dehnspannfutter automatisch. Die Lösung wurde so ausgelegt, dass der identische Adapter sowohl für die Betätigung des Kraftspannfutters als auch für die Betätigung der Hydro-Dehnspannmittel und der mechanischen Spannmittel genutzt wird.

Wirkungsvolle Lösung

Die Be- und Entladung übernimmt der Schunk UFG, der als Doppelgreifer ausgeführt und mit einem Backenschnellwechselsystem ausgestattet ist.

Schunk-Hydro-Dehnspanndorne und -futter sind eine wirkungsvolle Lösung, um die Rüstzeiten zu minimieren, Werkstücke automatisch zu zentrieren und mit einer Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,003 mm zu spannen. Statt für jede Werkstückgröße ein separates Grundfutter einzusetzen, genügt bei der Schunk-Hydro-Dehnspannlösung ein einziges Grundfutter, im Fall Trumpf das Drehfutter Rota THW, auf dem die jeweiligen Hydro-Dehnspannwerkzeuge eingewechselt werden. Im Gegensatz zu mechanischen Spannfuttern lassen sich unterschiedliche Spanndurchmesser ausgleichend und damit absolut zentrisch spannen, ohne dass es zu einer Deformation des Werkstücks kommt. „Vor allem bei dünnwandigen Präzisionsteilen wie Strömungsgehäusen oder Turboradialgebläsen, sind hochgenaue Spannmittel erforderlich, die ausgleichend spannen und zugleich eine optimale Zugänglichkeit ermöglichen“, erläutert Weiglsberger.

„Wenn ein anspruchsvolles Gehäuse bisher in vier Spannungen gefertigt wurde, und heute kommt das Rohmaterial rein und das Fertigteil raus, dann gehört da schon einiges dazu“, so der Fertigungsprofi. „Dafür braucht man Spanntechnik, die fein aufeinander abgestimmt ist“, erklärt Goehler abschließend.

Kontakt:

• Trumpf GmbH + Co. KG, www.trumpf.com
• Schunk GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik, www.schunk.com