Werkzeugwechsel im Handumdrehen ausführen mit Emuge Franken

Bei der W. Wolf dominieren mittlere und große Teile das Fertigungsgeschehen. Bei den Gewindewerkzeugen setzt man ausschließlich auf Emuge, ebenso bei dem Wechselsystem Softsynchro Quicklock. Damit lässt sich das voreingestellte Werkzeug blitzschnell per Hand wechseln, die Aufnahme bleibt dabei in der Spindel.

In der Einzel- und Projektfertigung, wie sie beispielsweise im Werkzeug- und Vorrichtungsbau oder in der Großteilbearbeitung vorherrscht, werden freie Magazinplätze auf der Maschine schnell zur Mangelware. Zum Beispiel, wenn nach dem Schruppen und Fertigfräsen komplexer Geometrien in derselben Aufspannung noch zahlreiche Gewinde in diversen Durchmessern herzustellen sind. Hinzu kommt die Forderung nach Flexibilität, was gerade bei der Gewindeherstellung manchmal ein manuelles Eingreifen erfordert, beispielsweise wenn an schwer zugänglichen Stellen zusätzliche Schaftverlängerungen benötigt werden.

Mittlere und große Werkstücke stellen bestimmte Ansprüche

Vor dieser Situation stand man auch bei der W. Wolf wo man sich mit aktuell 60 Mitarbeitern im Kundenauftrag auf die Bearbeitung von mittleren und großen Werkstücken spezialisiert hat. „Wir sind bei unseren Werkstücken in der Gewichtsklasse zwischen 100 Kilogramm und fünf Tonnen zu Hause, wobei das Maximalgewicht aktuell noch durch den Deckenkran begrenzt wird”, sagt Klaus Trescher und zeigt als Beispiel auf einen über drei Meter langen Bogenzylinder mit etwa 800 Millimeter Durchmesser für den Verpackungsdruck.

Rolf Schürle ist Betriebsleiter bei dem fränkischen Familienunternehmen, das sich überwiegend auf Neuanfertigungen für zahlreiche Branchen, aber auch auf Reparaturteile fokussiert. Im spanenden Bereich spielt sowohl das Drehen von bis zu 6.000 Millimeter langen Teilen als auch das Fräsen und Bohren bei Wolf eine wichtige Rolle, wofür 4- und 5-Achs Maschinen diverser Hersteller zur Verfügung stehen, die Werkstücke bis zu einer Länge von 4.200 Millimeter aufnehmen können. Die benötigten NC-Programme werden bei Wolf direkt vom 3D-CAD-Modell mit dem CAM-System Topsolid abgeleitet.

„Wichtig ist für uns die Komplettbearbeitung, sowohl beim Fräsen als auch beim Drehen”, erklärt Trescher und bleibt vor einem Bearbeitungszentrum stehen, dass die Größe eines kleineren Einfamilienhauses erreicht. Auf der RX 18 des Schweizer Spezialisten Reiden ist Fräsen, Drehen und natürlich auch das Gewindefertigen in einer Aufspannung möglich. Auf dem Torquemotor getriebenen Rundtisch lassen sich rotationssymmetrisch Teile bis zu 2.200 Millimeter Durchmesser herstellen, ebenso prismatische Werkstücke mit bis zu fünf Achsen. „Das ist derzeit eines unserer Flaggschiffe, zusammen mit der WFL M100 Millturn, ein Dreh-Fräszentrum, das ebenso gut 5-achsig fräsen, wie drehen kann.“

Und zwar Teile, die bis zu 5.500 Millimeter lang sein dürfen, bei bis zu 900 Millimeter Durchmesser. „Ebenso wie auf allen unseren anderen CNC-Fräszentren setzen wir auf diesen beiden Maschinen zur Gewindeherstellung seit einiger Zeit Softsynchro Quicklock ein.“ Was Trescher anspricht, ist das Wechselsystem des fränkischen Herstellers Emuge. Das noch relativ neue System ermöglicht einen sehr schnellen manuellen Wechsel des Gewindewerkzeugs, ohne dass die ganze Aufnahme aus der Maschine herausgenommen werden muss. Gewinde werden bei Wolf, abhängig vom Bauteil, Werkstoff, Branche und Kundenvorgabe, vorwiegend geschnitten, aber auch gefräst, am liebsten aber – wo es möglich ist – geformt.

Sonderstähle sind eine Herausforderung

„Neben anderen Werkstoffen verarbeiten wir vorwiegend Stähle. Die Herausforderung sind dabei Sonderstähle, die bei uns schon mal mit 35 bis 40 Prozent Chrom, 30 Prozent Nickel und mit sieben Prozent Wolfram legiert sein können”, erläutert Trescher. „Deshalb legen wir viel Wert auf die Qualität der Werkzeuge, weshalb wir beim Thema Gewinde schon seit vielen Jahren ausschließlich auf Emuge setzen.“

Neben den Multi-Gewindebohrern werden bei Wolf auch die Gewindeformer der Innoform-Steel M-Reihe eingesetzt. Die neue Geometrie mit mehr Schmiernuten sowie die verbesserte TiN-Beschichtung hätten dazu beigetragen, dass man in Sachen Gewindequalität, Standzeit und Prozesssicherheit mit diesen Gewindeformern noch einmal einen Schritt weiter gekommen sei, wie der Betriebsleiter hervorhebt.

Für eine hohe Gewindequalität tragen in Kalchreuth zudem die Softsynchro-Spannfutter von Emuge bei, die mit ihrem Minimallängenausgleich den Zug-Druckausgleich beim Umkehrspiel der Maschinenspindel übernehmen. „Das Softsynchro-Futter ist ja schon seit vielen Jahren bekannt”, meint Michael Klügl von Emuge-Franken, der als Außendienstmitarbeiter den Kunden Wolf seit mehreren Jahren betreut. „Softsynchro Quicklock ist das gleiche System wie das Softsynchro-Futter, was durch eine Schnellwechselaufnahme ergänzt wurde.“ Dabei bleibt der Softsynchro-Teil mit seinem Minimallängenausgleich in der Spindel – nur die Einsätze mit den zuvor gespannten und gemessenen Gewindewerkzeugen werden gewechselt, und zwar ohne Montagewerkzeug einfach per Hand.

Bei den Einsätzen gibt es zwei verschiedene Typen: Während die an ihrem roten Ring erkennbaren EM-Einsätze jeweils nur einen bestimmten Schaftdurchmesser aufnehmen, zum Beispiel acht Millimeter für M8 beziehungsweise M11, verfügen die schwarzen EM-Z-Einsätze über Spannzangen, in die sich auch unterschiedliche Durchmesser einsetzen und in der Länge justieren lassen.

Ein niedriges Radialspiel von Einsatz und Werkzeugaufnahme sorgt zudem für eine sehr hohe Präzision des hermetisch gegen Verschmutzung abgedichteten Schnellwechselsystems. „Das spart einmal Futterplätze in der Maschine und ich muss nicht immer das Magazin anwählen, was gerade in der Einzelfertigung oft Vorteile hat”, benennt Klügl zwei wichtige Vorteile des Quicklock-Systems, das Gewindewerkzeuge von M4 bis M20 aufnehmen kann und für alle gängigen Maschinenanschlüsse zur Verfügung steht.

Wie gut das bei Wolf funktioniert, beschreibt Trescher so: Der Mitarbeiter würde am Werkzeugvoreinstellgerät beispielsweise sechs verschiedene Gewindebohrer messen, die bereits in die Quicklock-Einsätze gespannt sind. „Das funktioniert ruckzuck, denn ich benötige keinerlei Montageschlüssel oder Ähnliches.“ Dabei werden die jeweiligen Einsätze zusammen mit immer demselben Softsynchro-Futter jeweils einzeln vermessen. „Auf einem Aufkleber, den er ausdruckt und auf den Einsatz klebt, sind nun die Information über die jeweilige Länge und den Durchmesser vermerkt.“

Alles läuft superschnell

Die einzelnen Längen gibt der Mitarbeiter dann zusammen mit den dazugehörigen Gewindegrößen in die CNC ein und ordnet diese Werte dem NC-Programm zu. „Das ist zwar ein gewisser Aufwand, aber beim Abarbeiten geht es umso schneller”, erklärt Trescher. Begonnen wird mit den Fräsarbeiten, dann folgen die Kernbohrungen und anschließend werden alle Gewinde nacheinander unter Einbeziehung des Quicklock-Wechselsystems hergestellt. „Auch dies läuft superschnell ab.

Wenn M5 fertig ist, geht der Mitarbeiter nur noch her und sieht in der Steuerung: Jetzt kommt M6. Also M5 raus, M6 rein und draufdrücken.“ Auf diese Weise wird bei allen Gewindegrößen fortgefahren. „Die einzelnen Steps des NC-Programms – zehn, elf, zwölf und so weiter – kommen am Display nacheinander runter. Und bei allen Steps ist jeweils die tatsächliche Länge inklusive des Futters hinterlegt.“

Es liefe also quasi ab wie ein maschineller Werkzeugwechsel, aber eben per Hand. „So sparen wir einmal Equipment und Magazinplätze, vor allem aber sind wir gegenüber früher deutlich flexibler und schneller geworden”, sagt Trescher. Das beträfe den manuellen Wechsel von Gewindewerkzeugen ebenso wie zum Beispiel die Verwendung von Schaftverlängerungen. „Denn ich muss nur ein einziges Mal messen, die Länge verändert sich ja erst, wenn ich das Gewindewerkzeug wieder aus dem Einsatz ausspanne.“ Stimmen alle Parameter, würde sich mit Quicklock ein Gewindewerkzeug innerhalb von 20 Sekunden wechseln lassen. „Das ist zwar der Idealfall. Aber der Wechsel per Quicklock ist in der Regel immer schneller als der Wechsel über das Magazin.“

Den Zeitvorteil gegenüber früher schätzt der Betriebsleiter auf rund 20 Prozent. Zudem gäbe es Einsparungen bei den Kosten für die Längenausgleichsfutter. „Wo ich vorher bei fünf verschiedenen Gewinden fünf Softsynchro-Futter im Magazin hatte, benötige ich heute nur noch eins”, rechnet  Trescher vor. Hinzu käme zwar die die Anschaffung der fünf Einsätze, „da die Ausgleichsfutter aber rund viermal teurer sind, beträgt der Kostenvorteil in diesem Fall rund 75 Prozent.“

Quelle: Emuge-Franken