Die Kernkomponenten für die Linearroboter der Viper-Serie, die an den unterschiedlichsten Modellreihen der Engel-Spritzgießmaschinen das Handling der Kunststoffteile übernehmen, entstehen zu mehr als 90 Prozent auf den Maschinen im Werk Dietach des Unternehmens. Die Roboter werden dort in unterschiedlichen Baugrößen für die schonende automatisierte Entnahme von Kunststoffteilen zwischen 6 und 120 kg Werkstückgewicht gebaut. Pro Jahr entstehen rund 1200 Handlinggeräte. „Die großen Querträger und Ständer der Linearroboter hatten wir bislang auf einer älteren Portalfräsmaschine gefertigt“, erläutert Fertigungsleiter Christian Stellnberger. „Engel Austria setzt wo immer möglich auf einen sehr jungen, leistungsfähigen Maschinenpark. Als sich bei der Portalfräse die Ausfälle häuften und größere Reparaturmaßnahmen abzeichneten, beschlossen wir die längst fällige Neuanschaffung.“ Zumal das Rüsten bei der Portalfräse nicht optimal gelöst war – die Werkstücke, die an drei Seiten bearbeitet werden, mussten in zwei verschiedenen Aufspannungen gerüstet werden. „Aber auch die Bearbeitung selbst wurde auf der Maschine zum Engpass“, erläutert Stellnberger. „Deshalb war eine zentrale Forderung an die Nachfolgelösung, dass die Effizienz um mindestens 25 Prozent gesteigert werden muss.“
Meine Meinung
Auf den ersten Blick scheint es schon mutig, von einem Maschinenhersteller, mit dem man bislang nichts zu tun hatte, eine Maschine zu bestellen, die es in der gewünschten Konfiguration noch gar nicht gibt. Aber die Referenzen und die Kompetenz der Maschinenbauer aus Köngen konnten die Verantwortlichen bei Engel offensichtlich überzeugen. Und das Vertrauen hat sich ausgezahlt – die Maschine leistet deutlich mehr, als man sich von ihr versprochen hatte. Das neue Konzept mit Schwenkbrücke und Magnetspannsystem ist exakt auf die Bedürfnisse und die breite Werkstückpalette der Anwender im Engel-Werk Dietach zugeschnitten. Mit Lösungen, die die Bedürfnisse des Anwenders exakt abbilden, heben sich Maschinenbauer hierzulande von ihren weltweiten Wettbewerbern ab.
Richard Pergler, Redaktion fertigung
Die matec-30 HV geht mit der 30-kW-Spindel kräftig und präzise zur Sache.
Nach intensiven Vergleichen fand Stellnberger schließlich in matec-Geschäftsführer Erich Unger einen Partner, der ein passendes Maschinenkonzept umsetzen konnte: „Um die Träger, die teilweise bis zu 8 m lang und bis zu 1,3 t schwer sind, in einer Aufspannung dreiseitig zu bearbeiten, schlug matec uns eine Fahrständermaschine mit Schwenkbrücke vor“, berichtet Stellnberger. „Der Haken daran: So, wie wir sie wollten, war die Maschine bislang noch nicht realisiert worden.“
Anhand ähnlicher Referenzmaschinen konnten sich die Dietacher Fertigungsexperten indes ein recht genaues Bild von ihrer zukünftigen Maschine machen. Die Werkstücke – Träger für die X-, Y- und Z-Achse sowie Ständer und Stützen – sollten auf einer Schwenkbrücke gespannt werden. „Wir konnten uns eine kleinere Maschine ansehen, die bereits auf diese Weise realisiert worden war“, erklärt Stellnberger. „Dieses Konzept war exakt das, was wir suchten.“
Damit sich auch große Werkstücke in einer Aufspannung bearbeiten lassen, wurde die Maschine mit Magnetspanntechnik ausgerüstet – die Magnete sind in die Schwenkbrücke eingelassen. So gibt es keine zusätzlichen Störkonturen, und das Werkstück ist für die 3-Seiten-Bearbeitung optimal zugänglich.
Der Wegfall weiterer Aufspannungen spart nicht nur Zeit, sondern bringt dank der Vermeidung von Spannfehlern auch mehr Genauigkeit. Wenn auch die Anforderungen an die Toleranzen nicht im µm-Bereich liegen – über eine Traversenbreite (bis 400 mm) sollte die Abweichung 5 Hundertstelmillimeter nicht überschreiten, über die gesamte Länge der bis zu 8 m langen Traversen sollte die Geradheit unter einem Zehntelmillimeter toleriert sein. Und das schafft die matec-30 HV spielend.
Profiwissen pur
matec-30 HV
Die HV-Baureihe ist die flexibelste unter den matec-Maschinenbaureihen. Ein horizontal/vertikal schwenkbarer Kopf ist das Hauptmerkmal jeder HV-Maschine. Verschiedene CNC-Rundtische in Verbindung mit dem Schwenkkopf erlauben die 5-Seiten- oder 3D-Bearbeitung von Werkstücken. Die große X-Achse und der um 105° nach beiden Seiten schwenkbare Kopf sind ideal für die Mehrseitenbearbeitung langer Profile oder Wellen auch in Mehrfachspannung. Jede HV-Maschine lässt sich, wie bei matec üblich, exakt an die Anforderungen des Anwenders anpassen und entsprechend konfigurieren – so auch bei Engel, wo die Maschine unter anderem mit einer Schwenkbrücke und Magnetspanntechnik ausgestattet wurde.
Das in die Schwenkbrücke eingelassene Magnetspannsystem erlaubt es, das Werkstück ohne Störkontur für die optimale 3-Seiten-Bearbeitung zu rüsten.
Werkstücke werden vermessen
Auf der neuen Maschine sollten zunächst alle Teile bearbeitet werden, die 2 m lang und größer sind. Die Träger und Ständer sind meist aus sehr sorgfältig lasergeschweißten Baustahlprofilen aufgebaut, die vor der zerspanenden Bearbeitung spannungsarm geglüht werden. „So stellen wir sicher, dass sich das Werkstück nicht in der Bearbeitung verzieht und uns die Maße davonlaufen.“
Die Werkstücke werden per Taster auf der Maschine vermessen, bevor die Spindel im HV-NC-Schwenkkopf mit bis zu 34 kW und 8000 min-1 den ersten Span macht. Die Maschine bedient sich aus einem großzügig ausgelegten Werkzeugmagazin mit 2 x 48 Plätzen. Angesichts der großen Werkzeuge ist eine Span-zu-Span-Zeit von 7 s ein sehr guter Wert für einen Werkzeugwechsel.
Engel-Fertigungsleiter Christian Stellnberger (Mitte), im Bild mit matec-Geschäftsführer und Konstrukteur Erich Unger (links) und NC-Maschinenbediener Stefan Knoll: „Unser Konzept ist aufgegangen – noch dazu deutlich besser, als wir es uns erhofft hatten.“
Damit kleinere Teile auf der Maschine rationell bearbeitet werden können, lässt sich der Arbeitsraum asymmetrisch (3m/5m) teilen. Die sehr schnell und einfach entfernbare Trennwand erlaubt, die Maschine zur Pendelbearbeitung zu nutzen und in einem Bereich zu rüsten, während im anderen bearbeitet wird.
„Das kam uns sehr entgegen“, erklärt Stellnberger. „Denn die Maschine hielt mehr, als wir uns von ihr versprochen hatten: Sie arbeitet, bezogen auf die Vorgabezeit, nicht nur die geforderten 25 Prozent effizienter als unsere bisherige Lösung, sondern mehr als 30 Prozent. So konnten wir zusätzliche Teile von den kleineren Maschinen auf die leistungsfähigere matec-30 HV verschieben.“ Die Träger der kleineren Handling-Geräte sind teilweise aus Aluminiumlegierungen – da zahlt sich das große Werkzeugmagazin aus. Für die Aluminiumteile lässt sich ein Schraubstocksystem rüsten, das schnelles und einfaches Spannen ermöglicht.
Die Bediener, die die Maschine im 3-Schichtbetrieb fahren, wurden bei matec in Köngen und vor Ort umfassend geschult. Die Steuerung Heidenhain iTNC 530 sorgt für eine sehr einfache Bedienbarkeit bei umfassenden Möglichkeiten – Heidenhain ist Standard bei Engel in Dietach. Eine Kamera im Arbeitsraum zeigt den Ablauf der Bearbeitung auch dann glasklar, wenn die Scheiben der Maschine von Kühlschmierstoff bedeckt sind. Für hohe Prozesssicherheit ist ein Brankamp-System installiert, das nicht nur bei Kollisionen für das schnelle Not-Aus sorgen soll, sondern auch registriert, wenn Vibrationen etwa auf ein verschlissenes Werkzeug hinweisen.
Vertrauen in den richtigen Partner
Trotz guter Vorbereitung und der Überzeugung, das richtige Konzept und den richtigen Partner zu haben – „ein bisserl nervös“ war Stellnberger bei der Inbetriebnahme „seiner“ neuen Maschine schon: „Da es die erste Maschine war, die so gebaut worden ist, haben wir bis zur Inbetriebnahme nur hoffen können, dass das neue Konzept auch wirklich aufgeht“, erklärt er rückblickend. „Und das Konzept ist aufgegangen – noch dazu deutlich besser, als wir es uns erhofft hatten.“
