Hat es Sie auch beeindruckt, wie viele Menschen echte Anteilnahme beim Begräbnis der britischen Königin bekundeten? Grund für die vielfache Betroffenheit ist wohl die Erkenntnis, dass mit ihr eines der wenigen Symbole verschwand, das Solidität, Berechenbarkeit und Standhaftigkeit verkörpert. Wie so oft spiegelt sich auch dieses grundsätzliche Befinden in unserer Branche wider. Zwar gibt es keine Werkzeugmaschinen-Königin zu betrauern; wer jedoch schon länger im Metier tätig ist, der vermisst einst klangvolle Firmennamen, der sieht seine so grundsolide Metallbearbeitung angesichts der vielen Probleme rund um Energie, Zulieferung oder Preise so zerbrechlich wie nie zuvor. Planbar ist kaum noch etwas, und wenn, dann in Quartalen, nicht mehr in Jahren.

Doch gerade Zuversicht vermitteln war eine der Stärken der Queen. Vielleicht haben sich die Akteure der Metallfachmesse AMB unbewusst von ihr inspirieren lassen. Denn wer Mitte September in Stuttgart dabei war, der spürte keine Verdrossenheit, sondern Optimismus. Es mag an der befreienden Wirkung eines Events gelegen haben, das nach Corona alte und neue Bekannte live zusammenbrachte. In erster Linie war es aber die Technik, deren Fähigkeiten die gut 64 000 Besucher beeindruckt haben dürften. Dabei ging es weniger um Supersysteme für das Schaufenster, sondern vielmehr um Lösungen, die auch kleinen Unternehmen erste Schritte in Richtung Industrie 4.0 ermöglichen. So wurde vielfach anerkannt, wenn ein namhafter Hersteller sein Hightech-Potenzial anklingen ließ, sich aber nicht zu schade war, einfache Methoden für einen schnellen Werkzeug- oder Teilewechsel an der Maschine vorzustellen. Selbstredend wurden auch große Ziele in puncto Automatisierung, Digitalisierung und Nachhaltigkeit präsentiert. Doch erst die vielen kleinen Schritte bei den Anwendern bringen den gewünschten Effekt.

Die Macher der Messe Stuttgart jedenfalls zeigten sich beeindruckt von der Treue dieser Branche zu ihrer Leitmesse. Treue wiederum ist eine Tugend, die man Elisabeth der Zweiten auch zusprach. So können sich die Metallbearbeiter allen Unsicherheiten zum Trotz durchaus ein wenig königlich fühlen.

16:9

Editorial Pfeiffer

Ein voll belegtes Messegelände, konkretes Investitionsinteresse bei den Fachbesuchern  und eine positive Grundstimmung prägten die erfolgreiche AMB 2022. Ein besonderes Augenmerk lag auf den Themen Automatisierung, Nachhaltigkeit und Digitalisierung.

Die AMB 2022 in Stuttgart konnte anlässlich ihrer 20. Ausgabe trotz coronabedingter Unterbrechung nahtlos an vergangene Erfolge anknüpfen. Allen aktuell belastenden weltpolitischen Metathemen zum Trotz herrschte in den gut gefüllten Hallen des ausgebuchten Messegeländes eine ausgezeichnete Stimmung beim fachlichen Austausch zwischen den über 64 000 Besuchern und den Experten der knapp 1240 Aussteller.

Auf breiter Linie herrscht  konkreter Investitionsbedarf

Und die Branche geht optimistisch in die Offensive: So wurde zwar auch das Wiedersehen gefeiert, vielmehr jedoch über konkrete Anforderungen und Investitionsvorhaben diskutiert.

Als treibende Kräfte hinter dem großen Interesse an den ausgestellten Innovationen, Produkten, Dienstleistungen und Konzepten erwiesen sich

<ul><li>der anhaltende Fachkräftemangel und Kostendruck, der zunehmend zur Automation drängt,</li><li>eine Vielzahl von Aufträgen im Markt für neuartige Bauteile,</li><li>die ungewissen Lieferfristen für die dringend benötigten Maschinen- und Prozesslösungen infolge der Lieferketten-Engpässe,</li><li>eine hohe Inflationsrate und einhergehend damit</li><li>die Verteuerung von Fremdkapital sowie</li><li>der Aspekt der Nachhaltigkeit, der auf der Basis von ESG-Standards mittelfristig zu deutlich veränderten Spielregeln bei der Auswahl von Geschäftspartnern sorgen wird.</li></ul>

„We are back in the game!“, so die freudige Bilanz von Roland Bleinroth, Geschäftsführer der Messe Stuttgart. „Fünf Tage AMB, das waren fünf Tage voller intensiver Gespräche, das Treffen bekannter Gesichter und Knüpfen neuer Kontakte. Wenn das positive Feedback unserer Ausstellenden eines zeigt, dann, dass genau diese Begegnungen Messen wie die AMB unverzichtbar machen. Das Comeback nach der langen Pause die Metallbearbeitungs-Industrie dringend nötig – und ein voller Erfolg. Die Besucherzahlen können sich sehen lassen, und auch für uns als Veranstalterin sind die vollen Hallen hoch motivierend.“

Gunnar Mey, Direktor Messen & Events bei der Messe Stuttgart, ergänzt: „Die AMB 2022 ist nach der Pause in 2020 zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Standort und mit dem passenden Konzept durchgestartet. Die Treue der Branche zu ihrer Leitmesse ist beeindruckend. Wir sagen Danke an Ausstellende, Besuchende und unsere Partnerinnen und Partner bei den Verbänden und Medien.“

Auf den folgenden Seiten präsentieren wir Informationen zu weiteren AMB-Exponaten, über die wir bisher noch nicht berichtet haben.

Volle Gänge, angeregte Gespräche und eine grundoptimistische Stimmung prägten die AMB 2022. Die Messe konnte damit einen erfolgreichen Re-Start nach coronabedingter Pause hinlegen

20:7

Startartikel_Hauptartikel

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Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Damm, Helmut

Präzisionswerkzeuge

Pfeiffer, Frank

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Fertigungsautomation

Ricchiuti, Martin

Zum prozesssicheren Nuten, Schlitzen und Abstechen sind die Scheibenfräser MaxiMill – Slot-SX von Ceratizit geeignet, und zwar dank Innenkühlung bis 250 mm Durchmesser.

Die Wendeplattenfräser aus der MaxiMill-Serie von Ceratizit haben wegen ihrer hohen Qualitätsstandards und ihrer breiten Einsatzgebiete ihren festen Platz auf dem Zerspanermarkt, ist sich der Hersteller sicher. „Gefehlt hat uns noch ein Programm zum Nutfräsen, mit dem unsere Kunden Nuten und Schlitze bearbeiten beziehungsweise Abstechvorgänge prozesssicher durchführen können“, erläutert Robert Frei, Produktmanager bei Ceratizit. „Herausgekommen ist unser MaxiMill – Slot-SX, der auf bestehende Stechplatten aus dem SX-System zurückgreift und somit unser Portfolio  mit stichfesten Lösungen erweitert.“

Der Nutzer profitziert von einer großen Auswahl an Wendeplatten

Die Materialauswahl, die Zerspaner tagtäglich auf die Maschinen bekommen, ist meist breit gestreut. Entsprechend groß muss das Spektrum der verwendeten Werkzeuge sein. Dazu Robert Frei: „Da wir bei MaxiMill – Slot-SX auf die Schneidplattenauswahl unseres bewährten Stechsystems zurückgreifen, decken wir nahezu die gesamte Palette an Möglichkeiten bei ISO P/M/K/N/S ab. Deshalb bleiben auch für High-Performance-Anwendungen keinerlei Wünsche offen.“

Beim vielfältigen Werkzeugträgerspektrum haben Ceratizit-Kunden die Wahl zwischen den gängigsten DIN-Anbindungen, per Gewinde oder via Aufsteckfräsdorn. So finden die Werkzeuge bei allen Bearbeitungszentren, Fräs- und Drehmaschinen Anschluss.

Spankontrolle ist das A und O beim Nutfräsen, nicht zuletzt bei schmalen und tiefen Nuten. „Klar funktioniert das auch ohne Kühlschmierstoff, doch die Option mit innenliegenden Kühlkanälen − IKK − hat erhebliche Vorteile“, weiß Robert Frei. „Denn das, was zeitaufwendig oder sogar schädlich für den Zerspanungsprozess ist – Späne händisch aus den Nuten entfernen oder gar Späneklemmer und Materialanhaftungen mit schlimmen Folgen für das Werkstück – entfällt mit einer effektiven Kühlschmierstoff-Zufuhr. Und da sich solche Nachteile bei tiefen Nuten oftmals verschlimmern, bieten wir IKK bis hin zu 250 mm Durchmesser an.“ Gleichzeitig verbessern sich Oberflächenqualitäten und Wärmeregulierung, was eine sichere Bearbeitung gewährleistet. Ein Nebeneffekt: Der Betrieb mit Kühlschmierstoff erhöht die Lebensdauer der Werkzeuge signifikant.

Weil außer der Performance eines Systems auch das unkomplizierte Handling den Zerspaneralltag erleichtert, setzt MaxiMill – Slot-SX auf den patentierten SX-Spannschlüssel beim Plattenwechsel. Dieser Montageschlüssel gewährleistet dank seines Kniehebels schnelle Wechselvorgänge und stets die korrekte Spannkraft. „Da wird nichts unnötig gequetscht, überdehnt oder im schlimmsten Falle verformt: Unsere bedienerfreundliche Lösung reduziert den Verschleiß am Plattensitz und hält die Wendeschneidplatten-Position immer stabil und präzise – für exzellente Nutqualität und Bearbeitungssicherheit“, ergänzt Robert Frei.

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Mit MaxiMill – Slot-SX erweitert Ceratizit das Portfolio um eine Scheibenfräser-Serie, deren innere Kühlmittelzufuhr auch bei tiefen Nuten sichere Prozesse ermöglicht

Weil der Hersteller Ceratizit bei den Wendeschneidplatten auf sein etabliertes Stechsystem zurückgreift, wird fast die gesamte Palette an Möglichkeiten bei ISO P/M/K/N/S abgedeckt

Hauptartikel

MaxiMill – Slot-SX, das neue Nutfräser-System von Ceratizit

Fräswerkzeuge

Stechwerkzeuge

Die etablierte Spannzangenaufnahme für Gewindewerkzeuge von Emuge Franken ‘Speedsynchro‘ gibt es nun in einer weiteren Ausführung. Das deutlich kompaktere System ‘Speedsynchro Mini‘ zeigt die bekannten Vorteile der Speedsynchro- und Softsynchro-Technologie, bietet sich aber zusätzlich für den Gebrauch auf hoch dynamischen Werkzeugmaschinen an, zum Beispiel auf Bearbeitungszentren.

Weil allgemein CNC-Werkzeugmaschinen aufgrund der Grenzen ihrer Synchronsteuerung ab einer maschinenspezifischen Drehzahlgrenze nicht die programmierte synchrone Spindeldrehzahl erreichen, werden die Gewindewerkzeuge in diesen Fällen nicht mit der optimalen Schnittgeschwindigkeit betrieben. Dadurch werden bestmögliche Taktzeiten und Standzeiten des Gewindewerkzeugs nicht erreicht.

 Die Spannzangenaufnahme Speedsynchro Mini verfügt wie die größere Ausführung Speedsynchro Modular über ein integriertes Übersetzungsgetriebe, das die Drehzahl der Maschinenspindel auf das 4,412-fache an der Werkzeugseite anhebt. Die so entstehenden höheren Schnittgeschwindigkeiten können die Gewindebearbeitungszeit um bis zu 39 Prozent reduzieren. Gleichzeitig kann die Maschinenspindel in einem niedrigeren Drehzahlbereich betrieben und dadurch Energie zur Beschleunigung der Spindel eingespart werden.

Das Übersetzungsgetriebe ermöglicht die Gewindebearbeitung im unproblematischen synchronen Drehzahlbereich, eine Vervielfachung der synchronen Spindeldrehzahl und die synchrone Gewindebearbeitung von bis zu 12 000 min-1. Möglich ist die Erstellung von Gewinden im Bereich M1 bis M6. Aufgrund seiner kompakten Bauweise hat das Speedsynchro Mini ein geringeres Gewicht, sodass ein schneller Werkzeugwechsel im Magazin der Bearbeitungsmaschine als üblich möglich ist.

Das Speedsynchro Mini mit BT-30-Schnittstelle ist für verschiedene Baureihen der Werkzeugmaschinen der Hersteller Brother und Fanuc ausgelegt. Wie auch das Speedsynchro Modular verfügt auch das Speedsynchro Mini über ein NFC-Modul, das die Einsatzdaten speichert. Durch einfaches Auslesen über ein Smartphone stehen sämtliche wichtigen Informationen zur Verfügung, unter anderem die Anzahl der bisher gefertigten Gewinde und Service-Intervalle. Um diese Funktion zu realisieren, wird die bei Google Play oder im Apple Store kostenlos verfügbare App auf ein Smartphone mit NFC-Modul installiert.

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 Die Spannzangenaufnahme Speedsynchro Mini baut besonders kompakt. Ihre Einsatzdaten lassen sich einfach mithilfe einer App auslesen

Die Spannzangenaufnahme Speedsynchro Mini von Emuge Franken ermöglicht schnelle Gewinden bei kleinem Durchmesser

Gewindewerkzeuge

Werkzeugspanntechnik

Spanntechnik

LMT Fette offeriert eine kompaktere Baugröße des etablierten Tangential-Gewinderollkopfes EVOline. Der T3.18 EVO bietet zudem Vorteile wie ein optimiertes Kühl- und Spülsystem.

Stefan Möller, Produktmanager Rollsysteme bei LMT Tools, ist überzeugt: „Wo es um eine schnelle Produktion und eine außergewöhnliche Bauteilqualität geht, ist Gewinderollen das Fertigungsverfahren der Wahl.“ Beim Rollen wird der Werkstoff durch Druck über die Elastizitätsgrenze hinaus dauerhaft umgeformt. Dabei werden die Werkstofffasern nicht – wie bei spanender Herstellung – zerschnitten, sondern verlagert. Das wirkt sich positiv auf die Qualität, die Performance, die Wirtschaftlichkeit und die Prozesssicherheit der Bearbeitung aus.

 Von Fittingen im Motorraum von Autos oder in Heizungsanlagen bis zu Verankerungen in Windkraftanlagen: Bei großen Serien oder extremen Qualitätsansprüchen kann das Fertigungsverfahren seine Vorteile ausspielen. Im Vergleich zu geschnittenen Gewinden ergibt sich bei gerollten Gewinden eine signifikante Tragkrafterhöhung. „Für manche sicherheitsrelevanten Bauteile ist diese Produktionsweise sogar vorgeschrieben“, betont Stefan Möller.

Tangential-Rollköpfe lassen sich  am Querschlitten oder auf dem Revolver von Drehmaschinen und Bearbeitungszentren mit gesteuertem Vorschub sowie auf Mehrspindel-Drehautomaten aufnehmen. Sie zeichnen sich durch ein anwenderfreundliches Handling aus. Ein schneller, leichter und fehlerfreier Rollenwechsel dank definierter Einbaulagen, eine leichte und präzise Feineinstellung des Rolldurchmessers über Verstellspindeln sowie ein werkzeugloser Ein- und Ausbau mittels Schnellverschlussbolzen ergeben eine komfortable Bedienbarkeit und erleichtert die tägliche Arbeit. Das wirkt sich auf den gesamten Produktionsprozess aus, der sich dadurch deutlich schneller, schlanker und kostengünstiger gestalten lässt.

Als einer der Technologie- und Marktführer auf diesem Gebiet erweitert LMT Fette nun sein Portfolio um eine weitere Baugröße mit einer deutlich reduzierten Spitzenhöhe. So eignet sich der Rollkopf für den Einbau auf Mehrspindel-Drehautomaten mit enger Bauraumsituation. Zudem bietet er ein optimiertes Kühl- und Spülsystem mit variablen Anschlussmöglichkeiten.

Deutlich erhöhte Bruchfestigkeit ist ein weiterer Vorteil

Die Widerstandsfähigkeit des Rollkopfes T3.18 EVO wurde aufgrund reduzierter Spannungsspitzen signifikant erhöht. Das steigert die Prozesssicherheit, besonders bei Anwendungen mit höherfesten Werkstoffen. „Im Zuge des allgemeinen Trends zum Downsizing kommen diese Werkstoffe vermehrt zum Einsatz“, erklärt Stefan Möller.

Die Verbesserung der Stabilität wird möglich durch die Herstellung des Rollkopfes in einem laseraufschmelzenden 3D-Druck-Verfahren. „Damit können wir Freiformflächen realisieren und bionisch optimierte Strukturen umsetzen“, so Möller. Die kraftflussorientierten Strukturen erhöhen die Bruchfestigkeit gegenüber dem Vorgängermodell um 38 Prozent. Stefan Möller: „Deswegen sprechen wir von Evolution.“

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Für eine effiziente Gewindefertigung bei enger Bauraumsituation: Der neue Tangential-Rollkopf T3.18 EVO von LMT Fette

Der Kopf ist noch robuster als sein Vorgänger, weil man ihn im 3D-Druck und somit kraftflussorientiert fertigt

LMT Tools stellt mit dem T3.18 EVO einen neuen Tangential-Rollkopf zur Gewindefertigung vor

Rollwalzen

Verfahren für die spanlose Fertigung

Walzen

Bearbeitungszentren, Automation und Industrie 4.0

Zur AMB stand bei Heller alles unter dem Aspekt der ‘360°-Performance’ – einer ganzheitlichen Betrachtung der Anforderungen an eine moderne Fertigung, die sich auch in herausfordernden Zeiten durch maximal mögliche Verfügbarkeit und Produktivität auszeichnet.

Die moderne Rolle eines Werkzeugmaschinenherstellers interpretiert Heller-Vorstandsvorsitzender Reinhold Groß anlässlich der AMB 2022 wie folgt: „Wir betrachten Fertigungslösungen ganzheitlich – mit einem 360-Grad-Blick. Wir hören zu, verstehen und ziehen daraus die entscheidenden Schlüsse. Klarheit in der Kommunikation, Klarheit und Präzision in den Lösungen und Klarheit in allen unseren Kontaktpunkten ist für uns grundlegend. Dabei ist und bleibt es unser oberstes Ziel, den Erfolg unserer Kunden sicherzustellen. Unsere 360°-Lösungen, die wir auf der AMB präsentieren, sollen dazu beitragen.“

Die Basis für den Rundumblick bilden nach wie vor die Werkzeugmaschinen. Mit der ‘H 4000’ und der ‘HF 5500’ zeigte Heller daher Bearbeitungszentren der neuesten Generation im 4-Achs- und 5-Achs-Bereich. Bereits 2020 stellte das Unternehmen die zweite Generation der horizontalen 5-Achs-BAZ der Baureihe HF vor. Ziel war ein noch universellerer Einsatz sowohl in der Einzelteil- als auch in der Serienfertigung unter dem Aspekt einer weitgehenden Komplettbearbeitung. Hierfür gibt es neben dem etablierten Interpolationsdrehen und dem Heller-Planzugsystem nun auch speziell für die HF 5500 einen NC-Schwenkrundtisch mit Drehfunktion. Die Voraussetzungen für diese Drehfunktion sind verstärkte Antriebe (Enforced-Drive) in Z und A. Die verstärkte Z-Achse verfügt über zwei Kugelgewindetriebe und zwei direkte absolute Messsysteme, die im Gantry-Verbund arbeiten. Außerdem ist die HF 5500 mit einem Drehtisch DDT (Direct Drive Turning), einer Spindel mit Arretierung für einen sicheren Halt der Drehwerkzeuge, dem Technologiezyklus ‘Wuchten’ und mit Siemens-NC-Drehzyklen ausgestattet.

Was die Integration von Technologien betrifft, stellen die Heller-Technologen neben Drehoperationen und Rührreibschweißen auch verschiedene Methoden zum Verzahnen zur Verfügung. So wurden auf der HF 5500 im Rahmen einer Demo-Bearbeitung in C45-Stahl sowohl Drehoperationen mit dem Heller-Planzug und der Mill-Turn-Option (Fräsdrehen) auch die Verzahnungstechnologien ‘Power Skiving’ und ‘Gear Hobbing’ vorgestellt. Beide Verzahnungsverfahren sind softwaretechnisch grundsätzlich nachrüstbar und eignen sich insbesondere, um komplexe Produkte wie Planetenträger in einer Aufspannung zu bearbeiten. Ein wesentlicher Pluspunkt ist dabei die einfache Programmierung durch eine HMI-gestützte Bedienoberfläche.

Das 4-Achs-BAZ H 4000 ist die vierte Generation der H-Baureihe. Die auf der AMB gezeigte Maschine war mit dem Paket ‘Speed’ für minimale Nebenzeiten und hohe Dynamik, der ‘Speed Cutting’-Spindel ‘SC 63i’ (16 000 min-1, 40 kW, 103 Nm) und einem Werkzeugkettenmagazin mit 80 Plätzen ausgestattet. Hersteller und Zulieferer aus den Industriesektoren Maschinenbauer, Lohnfertigung, Energie- und Fluidtechnik setzen die horizontale 4-Achs-Maschine für die Produktion mittlerer bis großer Stückzahlen ein.

Um die Nebenzeiten zu reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit zu optimieren, bietet Heller eigene Automatisierungslösungen an, die optimal mit den BAZ des Hauses kombinierbar sind. Sollte es Anforderungen geben, die das Portfolio nicht abdecken kann, bieten die Nürtinger Lösungen aus ‘Best-in-Class’-Partnerschaften heraus an.

Mit einer flexiblen Roboterautomation von Heller war die bereits erwähnte H 4000 auf der AMB zu sehen. Die Roboterzelle, ausgestattet mit einem Greifersystem von Gressel, diente der hochflexiblen Werkstückbeladung des BAZ. Zudem wurde ein Werkstückspeicher zur Gewährleistung von mannlosen Schichten vorgestellt und die Bedienoberfläche zur einfachen und intuitiven Bedienung demonstriert. Zu sehen war auch der Paletten-Rundspeicher ‘RSP 12H2’. Mit insgesamt elf Vorratsplätzen für Maschinenpaletten lässt sich die Serienproduktion kleiner und mittlerer Losgrößen automatisieren.

Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 und der Digitalisierung in der Produktion hat Heller bereits vor vielen Jahren ein Konzept entwickelt, das die Produktivität von Heller-Maschinen durch erweiterte Funktionalitäten und Servicemöglichkeiten zu steigern vermag.

Das Heller-’Services Interface’ konzentriert sich auf Transparenz in Fertigungs-, Instandhaltungs- und Wartungsprozessen über den gesamten Lebenszyklus der Maschine hinweg. Die Option bildet die Basis für Auswertungen und Statistiken und kann so bei der Reduzierung von Maschinenausfallzeiten unterstützen. Durch Visualisierung gezielter Informationen zum Maschinenstatus, wie Zustandsanzeigen von Achsen, Spindeln oder weiteren Baugruppen, können der Verschleißzustand ermittelt und präventive Maßnahmen zur Reduzierung ungeplanter Stillstände eingeleitet werden. Hierzu zählen zum Beispiel die ‘Heller-4Industry’-Produkte ‘Energy Monitoring’, ‘Axes Condition’ und ‘Spindle Condition’, die allesamt beim Messeexponat ‘HF 5500’ einsehbar waren.

Das Partnerunternehmen IGH Infotec AG zeigte den Weg zur Produktionsoptimierung auf. Dabei werden die Datenstruktur zu EMS, APS, ERP/SAP, MES und CAM aufgezeigt und die Daten entsprechend analysiert. Anhand eines Best-Practice-Beispiels wurde den Besuchern erläutert, wie Abläufe beurteilt, Probleme erkannt und Verschwendungen erfasst werden können.

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Das optional verfügbare ‘Heller-Planzugsystem’ trägt zu einer weitgehenden Komplettbearbeitung von Bauteilen in einer Aufspannung bei

Seinen Paletten-Rundspeicher ‘RSP’ stellte Heller auf der AMB in der Version ‘12H2’  mit in Summe elf bevorratbaren Maschinenpaletten vor

Heller präsentiert Bearbeitungszentren, Automations- und Digitalisierungslösungen auf der AMB

Automatisierungszellen

Automatisierungstechnik

5-Achs-Bearbeitungszentren

Bearbeitungszentren

Automatisierungskomponenten

Werkzeugmaschinen fürs Fräsen und Schleifen

Tecno.team präsentierte zur AMB Neuheiten ‘Made in Japan’ für das Fräsen und Schleifen, gepaart mit europäischer Technologie.

Das japanische Unternehmen Yasda ist bekannt für ultrapräzise 3-Achs- und 5-Achs-Fräsmaschinen sowie entsprechende Bearbeitungszentren. Zu den drei ausgestellten Maschinen zählte zunächst die verschieden automatisierbare ‘YBM 950V’ für die mannlose Bearbeitung gehärteter Bauteile. Die AMB-Europapremiere ist als thermosymmetrische Doppelständerkonstruktion und mit einem hybriden Führungssystem mit handgeschabten Flächen ausgeführt. In Kombination mit dem Yasda-Temperaturmanagement und einer Spindel mit einer selbstregulierenden Lagervorspannung ergibt sich eine außergewöhnliche Präzision, die sich bei geschlichteten Oberflächen durch ein erzielbares Ra von 80 nm ausdrückt.

Die ‘YMC650’ hingegen ist für anspruchsvolle und variantenreiche Aufgaben der Mikrozerspanung konzipiert. Die typische Doppelständerkonstruktion ist hier mit speziellen Linearführungen in den Achsen X, Y und Z ausgestattet. Der Antrieb der Achsen wird über Linearmotoren realisiert. Die eigenkonstruierte Motorspindel mit 40 000 min-1 soll mit hoher Rundlaufgenauigkeit aufwarten. In Summe ergeben sich laut Hersteller Positionsabweichungen unter 1 μm. Ab sofort ist die Maschine mit der neuen Generation des Koordinatenschleifens ausrüstbar.

Das 5-Achs-BAZ ‘PX30i’ (Bild) ist für die hochgenaue Fertigung vom Einzelteil bis zur Serie entwickelt worden. Für die automatisierte Fertigung ist sie mit einem Werkzeugmagazin mit 323 Plätzen und einem Palettenwechsler mit 33 Plätzen ausgerüstet. Die MMI-Schnittstelle ‘OpeNe 2.0’ erleichtert den autarken Betrieb.

Auch Amada gehört zu den Marken, die <a href="http://Tecno.team" target="_blank">Tecno.team</a> vertritt. Das im asiatischen Raum bereits als bahnbrechende Innovation gefeierte optische Profilschleifen ohne Projektorfolie wurde auf der AMB in Form der ‘Amada DPG 150’ als Europapremiere vorgestellt. Die Maschine ist mit einem digitalen 4K-Projektor mit Messfunktion ausgerüstet. Das Programmieren und Schleifen erfolgt komplett digitalisiert, das bedeutet, automatisches Messen und Korrigieren mit CCD-Kameratechnologie. Für die Automatisierung sorgt der Werkstück- und Schleifscheibenwechsler. Die intuitive Handhabung ermöglicht ein einfaches und hochgenaues Schleifen für jedermann, auch ohne Fachkenntnisse.

<a href="https://www.tecnoteam.de" target="_blank">www.tecnoteam.de</a>

Die ‘Yasda PX30i’ vereint in einer Maschine alle Voraussetzungen für eine hohe Bearbeitungspräzision im automatisierten 24/7-Fertigungsbetrieb 

Tecno-team präsentierte auf der AMB Werkzeugmaschinen von Yasda und Amada

Schleifen

Spanende Verfahren

Kühlschmiermittelmanagement

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Mikrozerspanung

Werkzeugmaschinen für die Mikrobearbeitung

Profilschleifen

Bei sehr kleinen oder speziell geformten Spindeln erweist sich deren Ausstattung mit Werkzeugspannern oft als sehr kostenintensiv. Mit dem modularen Werkzeugspanner ‘HSK-Flex‘ dagegen lassen sich Spindeln unterschiedlicher Länge schnell und aufwandsarm bestücken.

Um Werkzeugspanner für automatisierte Bearbeitungsmaschinen mit Spindelantrieb zu nutzen, waren die Anwender bislang auf maßgeschneiderte Einzelanfertigungen angewiesen. Sie zu beschaffen war stetsmit einem großen Zeitaufwand verbunden. − Ein Zusammenhang, der wie bei so vielen etablierten Vorgehensweisen den Handelnden als unabänderlich und alternativlos erschien.

 Das dem durchaus nicht so ist, beweisen die Spanntechnik-Fachleute der Röhm GmbH aus dem baden-württembertischen Sontheim. Sie gingen bei ihrer Neuentwicklung davon aus, dass eigentlich gar nicht alles an einer solchen Spannbaugruppe immer von Grund auf neu konstruiert werden muss. Und sie handelten. Endergebnis ihrer Bemühungen  ist ‘HSK-Flex‘, der Röhm zufolge erste modular aufgebaute Werkzeugspanner auf dem Markt. Mit ihm lassen sich Spindeln unterschiedlicher Länge sehr schnell bestücken.

Klassische Werkzeugspanner können oft nur mit großem Aufwand der Spindel angepasst werden

Werkzeugspanner für automatisierte spanende Werkzeugmaschinen mit Spindelantrieb, also beispielsweise Fräs- und Schleifmaschinen, CNC-Bearbeitungszentren oder moderne Maschinen zur Holzbearbeitung, erinnern entfernt an überdimensionale Druckbleistifte. Vorn fassen sie das Bearbeitungswerkzeug, und von hinten werden sie mit entsprechendem Druck geschlossen und geöffnet. Damit hört die Vergleichbarkeit allerdings auch auf: Werkzeugspanner sind hochkomplexe Baugruppen – eigentlich Wunderwerke der Feinmechanik. Betätigt mit einem Minimum an Maschinenkraft, sollen sie ein Maximum an Spannkraft erzeugen. Außerdem müssen sie die Präzisionswerkzeuge mit größter Laufruhe halten, also über eine hohe Wuchtgüte verfügen.

Die wichtigsten Komponenten eines Werkzeugspanners sind Spannsatz, Spanneinheit und Führungskolben. Der Spannsatz ist nahezu immer als moderne HSK-(Hohlschaftkegel-)Schnittstelle nach DIN 69893 (ISO 12164) ausgeführt. Sie wurde eigens dafür entwickelt, den Kriterien hoher Drehzahlen und Drehmomente automatisierter Bearbeitungsmaschinen zu genügen. Die Spanneinheit besteht aus einem Federpaket – zumeist Schraubentellerfedern –, das an einer Zugstange befestigt ist.

 Der Führungskolben bildet den Abschluss der Spanneinheit nach hinten; daran schließen sich die Maschinenkomponenten zum Öffnen und Schließen des Werkzeugspanners (Löse-Einheit) und zum Einspeisen von Kühlschmiermittel und Blasluft (Drehdurchführung) an. Wegen Letzterer ist die Zugstange von Kanälen durchzogen, die diese Medien nach vorn, zu Spannsatz und Werkzeug, transportieren. Es gibt ein- und zweikanalige Ausführungen.

Bei Sonderlängen beginnt das Planen quasi bei Null

Von außen ist der Werkzeugspanner nicht sichtbar, denn er befindet sich im Inneren der Werkzeugspindel, dem Rotor des Antriebsmotors also, der zu diesem Zweck als Hohlwelle ausgeführt ist. Je nach Maschine unterscheiden sich die Spindeln stark in Bezug auf Länge und Innenkontur. Deshalb und weil Werkzeugspanner so komplex sind, bekommen die Maschinenbauer sie meist von Spannzeugspezialisten geliefert. Ausgelegt und gefertigt werden sie nach Kundenzeichnung.

Der Spanner muss nicht unbedingt aus einem einzigen Teil bestehen

 Geht es um regelmäßig wiederkehrende Abmessungen,  dann kann das Auslegen ab dem zweiten Mal entfallen und mit Vorwissen gefertigt werden; es geht also einigermaßen schnell. Sind aber seltene Sonderlängen gefragt, dann muss der Prozess praktisch bei Null starten, und das dauert seine Zeit und kostet demgemäß viel. Zusätzlich stößt man insbesondere bei sehr kleinen Spindeln an mechanische Grenzen. Der Grund: Die Spanneinheit braucht eine gewisse Größe, damit sie die erforderliche Spindeleinzugkraft erzeugen kann. Aber es fehlt am nötigen Platz, sie umzusetzen. Beides konfrontiert Maschinenbauer, sei es nun bei der Erstbestückung der Spindel oder auch beim Modernisieren, zuweilen sogar mit einem doppelten Engpass.

Trotz indviduell konturierter und konfigurierter Spindeln sind nicht alle Maße eines Werkzeugspanners individuell.  Das System der Maschinenbaunormen ist verantwortlich dafür, dass vieles immer wiederkehrt. „Es war diese Erfahrung aus der eigenen Herstellpraxis, die uns veranlasste, einen Werkzeugspanner zu konstruieren, der modular aufgebaut ist“, sagt Dennis Wimmer, Produktmanager bei Röhm. „So konnten wir Standards und Extras voneinander trennen. Die Standards werden effizient vorgefertigt und dann zusammen mit den Extras zum individuellen Endprodukt montiert. Das ist der HSK-Flex.“

Die Komponente baut ein Drittel kürzer  als übliche Spanneinrichtungen

 Die Spanneinheit des Werkzeugspanners gliedert sich in drei Module:  die stets gleich lange Spanneinheit,  die individuell ‘zuschneidbare‘ Zugstangenverlängerung und  den Führungskolben in verschiedenen maschinentypischen Standardgeometrien beziehungsweise nach Kundenwunsch individuell angepasst. Alle drei Komponenten sind physisch voneinander getrennt, und alle sind in ihrem Inneren entweder einkanalig oder zweikanalig präpariert.

Aber war in diesem Zusammenhang nicht von einem Längenproblem bei der Spanneinheit die Rede – und nun kommt sogar noch eine Zugstangenverlängerung hinzu? Die Frage  ist schnell beantwortet: Die Spanneinheit beim HSK-Flex ist eigentlich nicht gleich lang, sondern gleich kurz. Eine Konstruktion, bei der die in der Wuchtgüte unzulänglichen und unter Umständen aufwindungsgefährdeten Schraubentellerfedern durch kraftvolle, spielarme und ermüdungsresistente Tellerfederpakete ersetzt werden, sorgt für eine besonders kompakte Bauweise – und ergibt eine bis zu 30 Prozent kürzere Baugruppe als bei anderen Spanneinheiten. Auf diese Weise ist nun auch für die Zugstangenverlängerung noch ausreichend Platz vorhanden, und trotzdem kann auch der gesamte HSK-Flex deutlich kürzer ausfallen als konventionelle Werkzeugspanner.

Das Ganze funktioniert allerdings nur, weil auch der Spannsatz des HSK-Flex auf besondere Weise gestaltet ist. Verglichen mit anderen Systemen weist er eine erheblich höhere Kraftübersetzung auf (1 : 5 statt 1 : 3,5). Aufgrund dieser Tatsache wiederum erzeugt er mit einem Drittel weniger Federkraft die gleiche Spindeleinzugkraft.

 Darüber hinaus ist der Spannsatz von Röhm nach Angaben des Herstellers besonders nutzerfreundlich konstruiert. Aufgrund seiner ungewöhnlich kurzen Bauweise sind zwangsläufig auch weniger Bearbeitungsvorgänge am Spindelrotor vonnöten, um den Werkzeugspanner an ihn anzupassen. Außerdem kommt der Spannsatz beim Werkzeugwechsel kaum in Berührung mit der Spindel; er verursacht also auch keinen kostspieligen Verschleiß an ihr.

Als zusätzliche konstruktive Besonderheit hat der Hersteller aus Baden-Württemberg einen patentierten Clipring zum Halten der Spannzangensegmente entwickelt, was den Spannsatzwechsel von einem Geduldsspiel in einen sekundenschnellen Klickvorgang verwandelt. Der Werkzeugspanner HSK-Flex bietet auf diese Weise also auch den Zugang zu einem besonders hochwertigen HSK-Spannsatz.

 Drei Versionen des Spanners  decken das ganze Anforderungsspektrum ab

Der Spanner ist zunächst in der beim Fertigen weit verbreiteten Größe HSK 63 ausgelegt, und das in einkanaliger und zweikanaliger Ausführung. Des Weiteren trägt Röhm den mit steigender Maschinendrehzahl zunehmenden Anforderungen an den Rundlauf des Systems und damit an seine Wuchtgüte mit konstruktiven Details Rechnung − vor allem bei der Spanneinheit − und bietet den HSK-Flex in drei auf die Maximaldrehzahl abgestimmten Versionen an mit den Bezeichnungen  Allround, Performance und  Precision.

In der Ausführung ‘Allround‘ mit Standard-Wuchtgüte ist eine Maximaldrehzahl von 18 000 min-1 realisierbar. Die größtmögliche Spannzyklen-Anzahl beträgt in diesem Fall zwei Millionen. Mit der Version ‚Performance‘ lassen sich 24 000 min-1 als Drehzahl umsetzen, und die maximale Spannzyklen-Anzahl beträgt fünf Millionen. In der Ausführung ‘Precision‘ schließlich erhöht sich die mögliche Drehzahl auf 33 000 min-1, und das bei einer Anzahl der Spannzyklen von ebenfalls fünf Millionen.

Naheliegend ist in diesem Zusammenhang die Frage, ob ein System, das aus einzelnen Modulen gefertigt wird, tatsächlich die gleiche mechanische Festigkeit und Wuchtgüte erreichen kann wie ein klassisch aus einem Stück gefertigtes. „Es kann“, versichert Röhm-Produktmanager Dennis Wimmer. „Sämtliche Modulverbindungen werden beim HSK-Flex in einer Präzisionspassung ausgeführt, die durch Gewindestifte gesichert und zusätzlich verklebt wird. Betriebsversuche haben eindeutig gezeigt, dass der HSK-Flex anderen Werkzeugspannern in puncto Festigkeit und Rundlauf Paroli bieten kann.“ Auch bei einem Kostenvergleich schneidet der modulare Werkzeugspanner von Röhm gut ab, wenn nicht sogar besser als konventionelle Spanneinrichtungen, betont man beim Hersteller.

Querschnitt durch eine Maschinenspindel mit integriertem Werkzeugspanner HSK-Flex von Röhm. Mit dem modularen, kompakten Spanner kann man Spindeln variierender Länge  in kurzer Zeit und ohne großen Aufwand bestücken

Die Module eines HSK-Flex-Werkzeugspanners in der einkanaligen Ausführung (von links): Führungskolben, Spanneinheit, Zugstangenverlängerung und HSK-Spannsatz

Zweikanalige Ausführung des Werkzeugspanners (unten) im direkten Vergleich zur einkanaligen (oben)

Dennis Wimmer, Produktmanager bei Röhm, − hier am Stand des Herstellers auf der AMB − verweist auf die Spanneinheit des HSK-Flex, deren Tellerfederpakete eine besonders kompakte Bauweise ermöglichen 

Der HSK-Spannsatz des Werkzeugspanners. Er ist für eine Kraftübersetzung von 1 : 5 ausgelegt und ermöglicht aufgrund der Befestigung seiner einzelnen Segmente an einem patentierten Clipring eine einfache, sichere Montage an der Maschine

Röhm zeigt mit dem HSK-Flex einen modularen Werkzeugspanner für Maschinenspindeln variierender Größe

Die Röhm GmbH mit Hauptsitz in Sontheim an der Brenz/Baden-Württemberg sowie Produktionsstandorten in Dillingen und St. Georgen ist spezialisiert auf die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung von hochpräzisen robusten sowie langlebigen Spann- und Greifmitteln. Die Produkte sind ‘Made in Germany‘. Die Spann- und Greifmittel von Röhm werden weltweit von nahezu allen renommierten Herstellern aus den Bereichen Automobilindustrie, Bahntechnik, Uhren, Medizintechnik, Energietechnik sowie Holzbearbeitung genutzt. Röhm hat Niederlassungen in Frankreich, Italien, der Schweiz, Spanien, Polen, den USA, China und Mexiko. Das im Jahr 1909 gegründete Unternehmen wurde weltweit für seine Bohrfutter bekannt. Bis heute entwickelt und produziert Röhm am Standort Sontheim Bohrfutter für ortsfeste sowie handgeführten Elektrowerkzeuge.

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Hauptspindeln für Werkzeugmaschinen

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Lineartechnik

Sollen Automatisierung und Digitalisierung der Fertigung die in sie gesetzten Erwartungen erfüllen, muss jedes Prozesselement für sie vorbereitet sein. Der Werkzeugspanntechnik-Spezialist Haimer verdeutlicht, wie dieser Anspruch in puncto Tools erfüllt werden kann.

Dass die Fertigungstechnik künftig von Automatisierung und Digitalisierung bestimmt sein wird, darüber ist man sich in der zerspantechnischen Fachwelt einig. Wie jedoch die unterschiedlichen, aber auf vielfältige Weise sich wechselseitig beeinflussenden Komponenten eines spanenden Fertigungsprozesse konkret zu gestalten sind, dass sie dem Anspruch einer schnellen, aufwandsarmen und dennoch leistungsfähigen Automation genügen, das obliegt dem jeweiligen Hersteller dieser Produkte.

Bei <a href="https://www.maschinenauswahl.de/anbieterprofil/Haimer-GmbH/" target="_blank">Haimer</a>, einem Global Player für Werkzeugmanagement rund um die <a href="https://www.maschinenauswahl.de/" target="_blank">Werkzeugmaschine</a>, hat sich die Erkenntnis einer hohen Automations-Relevanz sowohl in der eigenen Fertigung niedergeschlagen − am Stammsitz in Igenhausen und im nur 5 km entfernten Motzenhofen wurde Schritt für Schritt in etliche hoch automatisierte Fertigungseinrichtungen investiert − als auch im Produktportfolio, das aktuell als beispielgebend für den Stand der Technik auf dem Gebiet des Werkzeugspannens gelten kann.

Jedes Element muss in ein Konzept  Industrie 4.0 integrierbar sein

„Gerade bei Neuinvestitionen sollten die Anwender darauf achten, dass jedes Element im Werkzeugumfeld industrie-4.0-fähig ist und sich in den digitalen Workflow eingliedern lässt“, rät Andreas Haimer, der Geschäftsführer des Unternehmens. Grundsätzlich seien deshalb alle Haimer-Produkte komplett für die digitale Produktion vorbereitet. Es gibt eine eigene Toolmanagement-Software, den Haimer Data Analyzer und Controller (DAC), der den Austausch von Soll- und Ist-Werten sowie anderer Werkzeugdaten zwischen den einzelnen Stationen im Werkzeugraum und dem Unternehmensnetzwerk herstellt und managt. Die Geräte aus der Industrie-4.0-Serie von Haimer sind mithilfe digitaler  Features und Schnittstellen leicht automatisierbar und dennoch so robust ausgeführt, dass sie die heute nötige hohe Prozesssicherheit ermöglichen.

Im vergangenen Jahr hatte der Werkzeugspezialist auf der <a href="https://www.werkstatt-betrieb.de/specials/emo" target="_blank">Fachmesse EMO</a> in Mailand eine besonders fortschrittliche Lösung vorgestellt: den Haimer Shrink Automation Cube, eine automatisierte Schrumpfstation mit integriertem Cobot, der das Ein- und Ausschrumpfen von Werkzeugen mit hoher Längenwiederholgenauigkeit unterstützt. Die Zelle ist nach Kundenwunsch skalierbar. Das heißt, in den vom DAC Tool Management gesteuerten Cube lässt sich die Voreinstell- und Auswuchttechnik des Herstellers einbinden. Zur Verfügung stehen außerdem ein Scanner zum Auslesen eindeutiger Werkzeugkombinationen und ein in der Länge variables Förderband.

Mit einer solchen Ausstattung lässt sich beispielsweise der im Folgenden beschriebene Ablauf realisieren. So legt zunächst der Anwender ein verschlissenes Komplettwerkzeug − bestehend aus Werkzeughalter und Werkzeug − auf das Förderband und stellt ein neues Werkzeug bereit. Der Cobot holt das Komplettwerkzeug ab und identifiziert es über einen eindeutigen Data-Matrix-Code (optional RFID). Dann holt er sich das neue Werkzeug und misst dessen Spitze. Währenddessen fährt die Spule auf das verschlissene Komplettwerkzeug, schrumpft das alte Werkzeug aus und anschließend das neue auf die hinterlegte Auskraglänge ein. Nach der Luftkühlung des neuen Komplettwerkzeugs steht es für den Einsatz bereit. Das alte Werkzeug wird anschließend entsorgt.

Automation Cube kombiniert Schrumpfen und Voreinstellen

Zur Stuttgarter <a href="https://www.werkstatt-betrieb.de/specials/amb" target="_blank">Fachmesse AMB</a> 2022 wurde der Automation Cube erstmals als Kombinationszelle für das Schrumpfen und das Voreinstellen gezeigt; bei Bedarf ist auch automatisiertes Auswuchten integrierbar. „Die Automatisierung wird mehr und mehr auch im Werkzeugraum Einzug halten“, erläutert Tobias Völker, Marketing- und Verkaufsleiter bei Haimer. „Kunden wollen wiederkehrende Werkzeugwechsel automatisieren für einen reibungslosen Ablauf, sodass Fachpersonal anderweitig eingesetzt werden kann. Das flexible Automation-Cube-Konzept ist perfekt dafür geeignet, da wir als einziger Komplettanbieter alle Technologien, also Schrumpfen, Auswuchten, Voreinstellen und Werkzeugspannen, aufeinander abstimmen können.“

 Integrierbarkeit in automatisierte Konzepte bedeutet auch, etablierte Spannprinzipien so zu gestalten, dass sie auch in schwierigen Situationen der Spanabnahme störungsfreie Prozesse sicherstellen. Dieser Erkenntnis folgend, hat Haimer extra-schlanke Schrumpffutter entwickelt. Die als Schnittstellen HSK-A63, SK 40 und SK 50 verfügbaren Futter haben eine Standardschräge von 4,5° bei relativ kleinem Außendurchmesser im Vergleich zu Standard-Schrumpfaufnahmen. Gerade im Werkzeug-  und Formenbau finden diese schlanken Aufnahmen mit A-Maß 120 mm Anwendung, um Bauteile kollisionsfrei auch in tiefen Kavitäten bearbeiten zu können. Für eine optimale Kühlung können die Werkzeugaufnahmen auf Wunsch mit Schlitzen in der Spannbohrung ausgestattet werden.

 „Für den Anwender entsteht neben dem größten Vorteil der Zugänglichkeit für sein Bauteil auch beim Schrumpfvorgang selbst der Vorteil, dass diese Aufnahmen im Vergleich zu Mini- Shrink-Aufnahmen ohne sogenannte Schrumpf- und Kühlhülsen prozesssicher und beliebig oft erwärmt werden können“, erklärt Tobias Völker.

Auf Multitasking-Maschinen schleifen ohne umzuspannen

Automatisierung und Digitalisierung gehen stets auch mit Funktionsintegration einher. Bei Werkzeugmaschinen äußert sich das in einer kontinuierlich wachsenden Anzahl von Fertigungsverfahren, die in ein und derselben Einheit praktiziert werden können. Um das Werkzeugspannen und -wechseln an sogenannten <a href="https://www.maschinenauswahl.de/category/metall/komplettbearbeitung/multitaskingmaschine/
" target="_blank">Multitasking-Maschinen</a> zu erleichtern, hat Haimer in sein Produktportfolio ein umfangreiches Sortiment an Schleifscheibenaufnahmen integriert. Die für hochgenaue, das Drehen und Fräsen ergänzende Schleif-Bearbeitungsaufgaben ausgelegten Futter gibt es in HSK-63-Ausführung als Monoblock sowie mehrteilig mit einer oder vier Spannschrauben.

 Ein entsprechendes Angebot steht auch in HSK-A100- und PSC-63-Ausführung zur Verfügung, natürlich immer mit sehr effizienten Kühlmöglichkeiten, wie man beim Hersteller betont. Ergänzend dazu liefert Haimer auch Sonder-Schleifscheibenaufnahmen nach Kundenvorgaben für Spanndurchmesser von 56 bis 280 mm und bietet auch hier effiziente Varianten zur Kühlung der Schleifscheiben mit an.

 Tobias Völker bemerkt zu dieser Facette des Haimer-Automations- Engagements: „Kunden mit hochgenauen Multitasking-Maschinen wollen ihre Maschinen voll nutzen, und das ohne umspannen zu müssen. Es wird daher gerade beim Schleifen höchste Genauigkeit gefordert, die die Haimer-Schleifaufnahmen liefern können. Vielfältige Kühlvarianten ermöglichen eine hohe Prozesssicherheit und eine maximale Standzeit der Schleifscheiben.“

Das Werkzeug muss in das digitale Fertigungsumfeld integrierbar sein

Wie die Werkzeugspezialisten aus Igenhausen betonen, stellt die Digitalisierung der Produktionsprozesse nicht  nur für sie, sondern für jedes fertigende Unternehmen einen Erfolgsfaktor dar. Geschäftsführer Andreas Haimer: „Da das Werkzeug mit seinen spezifischen Daten in der zerspanenden Bearbeitung ein wesentlicher Bestandteil der Prozesskette ist, muss es sich ins digitale Produktionsumfeld einpassen. Dazu gehört, dass alle digitalen Möglichkeiten konsequent implementiert werden – vom Werkzeug an sich, der Werkzeugaufnahme inklusive des Spannvorgangs und des Wuchtens bis hin  zur Werkzeugvoreinstellung und zum Einsatz auf der Maschine.“

Voraussetzung für eine wirksame Automatisierung ist ein gut organisierter Werkzeugraum wie hier bei Haimer in Motzenhofen. Die Tools müssen zentral so vorbereitet und verwaltet werden, dass sie sich bestmöglich in  den automatisierten Prozess einfügen

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Der ‘Automation Cube‘ von Haimer wurde zur Kombinationszelle für das Schrumpfen, Voreinstellen und sogar das Auswuchten erweitert und folgt so dem Anwenderbedarf an personalarmen Lösungen rund um das Werkzeug

Standard-Schrumpffutter extra schlank von Haimer, hier in der Ausführung HSK A63. Die Futter sollen vor allem im Werkzeug- und Formenbau von Vorteil sein, erreichen doch die in sie gespannten Werkzeuge auch tiefe Kavitäten

Haimer hat ein Programm an Schleifscheibenaufnahmen für präzise Multitasking-Maschinen aufgelegt. Es gibt sie in Monoblock-Version oder mehrteilig mit Kühloptionen in den Schnittstellen HSK-A63, HSK-A100 oder PSC63

Haimer treibt Automatisierung und Digitalisierung bei der Werkzeugspanntechnik voran

Haimer ist ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen im bayerischen Igenhausen bei Augsburg mit weltweit rund 800 Mitarbeitern. Es entwickelt, fertigt und vertreibt präzise Produkte für die Metallzerspanung, unter anderem für die Branchen Automobil, Luft- und Raumfahrt, Energie, Schienenverkehr und allgemeiner Maschinenbau. Zum Portfolio zählen neben Werkzeugaufnahmen Schneidwerkzeuge aus Vollhartmetall, Maschinen im Bereich der Schrumpf- und Auswuchttechnik, 3D-Messgeräte sowie neuerdings auch Werkzeugvoreinstellgeräte.

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Toolmanagement

Werkzeugmess-, -wucht und -voreinstellgeräte

Da bleibt kaum mehr ein  Konfigurationswunsch offen

Wie es gelingt, die ‘Dreh-Bohr-Fräs-Schleif’-Komplettbearbeitung hochkomplexer Großteile zunehmend automatisiert, digitalisiert, wirtschaftlich und nachhaltig zu gestalten, führte WFL bei seinem Technologiemeeting 2022 vor. Fazit: Das Rad lässt sich beliebig weiterdrehen.

Die strategische Entscheidung weg von einer sequenziellen und hin zur Komplettbearbeitung erhält Unterstützung aus den Trends und Entwicklungen der letzten Jahre. Aus den aktuellen Anforderungen bezüglich Energieeffizienz, Fachkräftemangel und Nachhaltigkeit ja sowieso. Aber auch generell drücken bei der Fertigung größerer Bauteile die damit einhergehenden hohen Werkstückwerte, das erschwerte Teilehandling, der enorme Platzbedarf pro Werkzeugmaschine sowie für anfällige Zwischenbestände das Entscheidungspendel in Richtung ‘done in one’ auf einer Maschine.

Kein Grund für WFL, einem der Vorreiter auf dem Gebiet der Drehfräs- beziehungsweise ‘Millturn’-Komplettbearbeitung, sich darauf auszuruhen. Das Technologiemeeting 2022 hat verdeutlicht, dass der Maschinenbauer die über zweijährige Corona-Zwangspause in puncto Kundenevent intensiv für Weiterentwicklungen innerhalb seines eh schon üppig bestückten Maschinen-, Technologie- und Automations-Baukastens genutzt hat.

Norbert Jungreithmayr, CEO von WFL: „Das Thema Nachhaltigkeit wird in der industriellen Wertschöpfung die nächsten Jahre prägen. Das betrifft nicht nur den CO2-Footprint und die Aspekte des Energie- und Ressourcenverbrauchs bei der Produktion und dem Betrieb unserer Werkzeugmaschinen, sondern auch das Thema ESG (Environment, Social, Governance – Umwelt, Soziales, verantwortungsvolle Unternehmensführung) als grundlegendes Auswahlkriterium bei Kunden-Lieferanten-Beziehungen. Komplettbearbeitungsprozesse und -maschinen können dabei mit zahlreichen Vorteilen punkten und wir sehen uns als führender Anbieter in der Pflicht, intensiv an evolutionären, anwendungsspezifischen Verbesserungen zu arbeiten – zum Nutzen der Kunden, der Gesellschaft und der Umwelt.“

Günther Mayr, Managing Director Sales, Technologies and Services, ergänzt: „Das WFL-Geschäftsmodell war schon immer Turnkey, jedoch bezogen auf die Werkzeugmaschine und nicht auf konkrete Bauteile. Es gibt Entwicklungen, etwa in der Automobilindustrie im Zuge der E-Mobility, weg von der Massenfertigung auf Einzweckmaschinen hin zu einem maximal möglichen und sinnvollen Niveau an Flexibilität, Rekonfigurierbarkeit und Universalität der Maschinen. Dies wird überlagert vom Trend zur Automation. Da sich WFL-Maschinen prinzipbedingt im technologischen High-End-Segment bewegen und hochwertig sind, müssen diese immer schon möglichst rund um die Uhr laufen. Hier haben wir nicht nur unsere Tochter Frai mit ihren Konzepten, sondern zeigen neuartige Lösungen aus einer Hand, die abgestimmt sind auf die Komplettbearbeitungsprozesse und ihren typisch langen Hauptzeiten. Schließlich zeigen wir Erweiterungen unseres Baukasten für Werkstückspanntechnik, KSS- und Messtechnik, Sensorik und natürlich Software für die Smart Factory.“

Welche Neuheiten des WFL-Technologiemeetings 2022 dazu beitragen sollen, dass künftig „kaum mehr ein Konfigurationswunsch offen bleibt“, wie Reinhard Koll, zuständig für die Anwendungstechnik bei WFL, es formulierte, lesen Sie im Folgenden.

Mit dem jüngsten und zugleich kleinesten Maschinenmodell ‘M20’ und dessen Schwester ‘M20-G’ mit Gegenspindel läutet WFL eine neue Ära ein. In modernem Glasgewand und mit Touch-Bedienung lassen sich grundsätzlich Bauteile mit bis zu 500 mm Drehdurchmesser in den Längenstaffelungen 1000, 1500, 2000 und 3000 mm bearbeiten. Clou der M20-G ist eine optional integrierte und damit platzoptimierte Werkstückautomation namens ‘intCell’ nach dem Pick-up-Prinzip, sodass die Maschine derzeit Futterteile bis 300 mm Durchmesser und 15 kg Werkstückgewicht sowie Wellenteile bis 100 mm Durchmesser von 300 mm Länge autark vorder- und rückseitig bearbeiten, bevorraten und handhaben kann. Neu ist auch die Dreh-Bohr-Fräseinheit mit integriertem Spindelmotor und einer B-Achse mit Torquemotor. Mit einem oder zwei unteren Sauter-Revolvern, respektive einem Einzel-Werkzeugträger, in den Werkzeuge aus dem 80er- (optional 120er-) Magazin hauptzeitparallel einwechselbar sind, lässt sich eine bis zu 6-achsige Zerspanung vornehmen. Die beiden synchronisierten Spindeln ermöglichen auch ein Wälzschälen oder ‘Gear Skiving’.

Weiterhin wurde die ‘M150’ in Form einer ‘Heavyweight’-Ausführung mittels größerer Führungsabstände und -dimensionen sowie stärkerer Antriebe für bis zu 25 t Bauteilgewicht ertüchtigt. Auf dem Technologiemeeting wurde auch das integrierte Schleifen für extreme Oberflächenanforderungen, das ‘Rollfeed’-Hartdrehverfahren sowie das Fräsen großer evolventer Stirnradverzahnungen (Modul 38) mittels ‘Flanx-Large’-Module vorgeführt, ergänzt um das Inprozess-Messen mit Closed-Loop-Werkzeugkorrektur.

Schließlich hatte die grundlegend überarbeitete ‘M50’ ihren Auftritt. Eine stärkere Dreh-Bohr-Fräs-Einheit, größere Werkzeugmagazine für größere Gewichte und Längen und nunmehr eine Maschinenlänge von bis zu 6000 mm machen sie im mittleren Größensegment zu einer der variabelsten Millturn bei WFL. „Viele kleiner Helferlein“, wie Reinhard Koll es bezeichnete, stehen für die individuelle Konfiguration zur Verfügung. Einige wurden auf zwei M50-Varianten vorgeführt. Darunter ein smartes ‘ICOtronic’-Tool, das es mittels eines im Halter nahe an der Schneide positionierten Sensors, Bluetooth-Anbindung und in Kombination mit der ‘Adaptive Control’ ermöglicht, via Vorschub- und/oder Drehzahlregelung in Echtzeit Vibrationsneigungen im Feinbearbeitungsprozess entgegenzuwirken.

Sensorik macht auch bei den ‘iJaw’-Spannbacken von Röhm den Unterschied. Vor allem bei manuell betätigten Backen bietet die Spannkraftmessung dem Bediener ein Plus an Sicherheit. Im Fall eines Spannkraftverlustes wird zudem der Prozess gestoppt. Gezeigt wurde zudem die in Form eines Hexagon-Ultraschall-Messtasters einwechselbare Möglichkeit, allen voran im Zuge von tiefen Innenbearbeitungen die erzeugten Wanddicken am Bauteil zu messen und einen außermittigen Bohrungsverlauf prozessbegleitend zu korrigieren. Erstmals gezeigt wurde ein Laserscanner, der ebenfalls automatisch eingewechselt wird und die Möglichkeit bietet, beliebige Formen und Geometrien am Werkstück zu scannen und die gescannten Oberflächen mit einem Soll-3D-Modell zu vergleichen. Mittels Falschfarbendarstellung lässt sich erkennen, inwieweit das gefertigte Werkstück dem Soll-Modell entspricht.

Wie eingangs erwähnt, stehen zur Automatisierung der hochwertigen Komplettbearbeitungsmaschinen bereits zahlreiche Konzepte parat. Diese werden gemeinsam mit der Tochter Frai direkt realisiert und in Linz adaptiert. Bei WFL soll die Automation nicht nur den klassischen Teilewechsel übernehmen, sondern auch Rüstaufgaben wie den Werkzeug- oder Spannmittelwechsel sowie Teiletransport, Logistik, Leitrechner-Funktionen, Teileverfolgung und Produkthistorie. Zudem erkennt WFL den Trend in Richtung Kleinzellen-Lösung mit hoher Intelligenz und hohem IT-Anteil, schließlich geht es um eine gesamtheitliche Vernetzung, speziell bei der Informationsdatenerfassung und -auswertung. So gibt es neben dem Bin-Picking für wahllos in einer Kiste angeordnete kleinere Rohteile, Roboterzellen, Portallösungen und der bereits beschriebenen integrierten Pick-up-Automation der M20-G auch die erstmals live im Prototypenstatus und im Zusammenspiel mit einer M65 vorgeführte ‘mobileCell’, eine hochflexible, ortsungebundene Roboterautomation, aufgesetzte auf ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF).

Die Roboterzelle umfasst dabei Roboter, Werkstück- und Werkzeuggreifer sowie Pufferplätze für Werkstücke und Werkzeuge inklusive der notwendigen Steuerungs- & Sicherheitstechnik. Das FTF holt sich im Lager die angeforderten Werkzeuge und Werkstücke, fährt vor die Maschine, verriegelt sich am Boden und wechselt Teile und/oder Werkzeuge. Danach fährt das Fahrzeug wieder weg und erhält den Fahrauftrag für die nächste Maschine.

Voraussetzungen sind eine ausreichend lange Taktzeit, was in der Regel gegeben ist, Fahrwege von mindestens 3 m Breite sowie ein virtueller Server inklusive WLAN-Netz. Diese Automation eignet sich übrigens besonders für bereits produzierende Maschinen.

In Zeiten weitgehend optimierter und ausgereizter Zerspanprozesse rücken Neben-, Rüst- und Stillstandzeiten in den Fokus der Optimierungsbestrebungen. WFL hat seine Prozessüberwachung ‘iControl’ neu entwickelt und um weitere Funktionen erweitert. So können nun nicht nur Sensoren aus der Maschine erfasst und ausgewertet werden, sondern auch externe Sensorik, etwa von KSS-Durchfluss- oder Drucküberwachungssystemen, sensorischen Werkzeugen oder Spannmitteln.

Einen Schwerpunkt bildete auf dem Technologiemeeting auch das Thema Betriebsdatenerfassung (BDE) mittels der ‘myWFL’-Softwaretool-Familie. Das BDE-Modul ‘myWFL Cockpit’ zeigt Maschinenzustände, Produktivität, Verfügbarkeit, Betriebsarten und Overridestellungen im zeitlichen Verlauf dar. Auch die Laufzeiten von NC-Programmen und deren Abweichungen lassen sich analysieren. Das Modul ‘myWFL Energy’ protokolliert sämtliche Strom- und Druckluftverbräuche im zeitlichen Verlauf und ermöglicht so auch vergleichende Auswertungen bezüglich einzelner Technologien oder in Bezug auf ein Werkstück et cetera. Der Baustein ‘myWFL Condition Monitoring’ schließlich ermöglicht es, in zyklischen Abständen anhand eines Leerlaufprogramms Spindeln und Achsen ohne Last im gesamten Arbeitsraum zu verfahren, um auf Basis ermittelter Reibwerte, Temperaturen oder Vibrationen den Zustand von Lagern und Führungen einstufen zu können.

Ein Besuch des WFL-Technologiemeetings lohnt immer

Es gäbe noch weitere Aspekte zu nennen, die einen Besuch des Technologiemeetings zur Pflichtveranstaltung für Komplettbearbeitungs-Enthusiasten oder -Interessierte macht. Zehn Großmaschinen, belegt mit einer Vielzahl außergewöhnlicher, teils realer aber auch fantasievoller Werkstücke, waren es in diesem Jahr – eine planerische und logistische Meisterleistung des gesamten Teams. Auch hierbei bewegt sich WFL in der Top-Liga, wie es ja auch dem generellen Anspruch der Linzer entspricht.