Fortschrittliches Fahrständer-Bearbeitungszentrum für Großteile
Mehr Durchsatz und höhere Qualität
Bei Bearbeitungszentren kommt es oft auf mehr an als nur auf Spindelleistung und Achsgeschwindigkeiten. Bei Großteilen, wo die Stückzahlen oft sehr klein sind, erweisen sich zusätzliche Funktionen manchmal als ebenso bedeutsam wie die eigentliche Zerspanungsleistung. Bei seinem neuen Fahrständer-Fräsbearbeitungszentrum machte ein österreichischer Maschinenbauer gute Erfahrungen mit einer Technologie zur Reduzierung von Ratterschwingungen und mit einem Verfahren zur optischen Vermessung der Bauteile außerhalb der Maschine, das in erheblichem Umfang Zeit und Kosten spart.
„Wir sind ein modernes High-Tech Unternehmen und unsere Kunden fordern höchste Genauigkeit von uns“, sagt Roland Haas, Geschäftsführer der in Frankenburg (Österreich) ansässigen framag Industrieanlagen GmbH. Das Unternehmen stellt mit rund 130 Mitarbeitern hochwertige Maschinen und Anlagen für industrielle Abnehmer her. Zum Produktprogramm gehören Maschinenbetten, Prüfstandtechnik, Sägen für schweren Einsatz, Brennschneidtechnik, Anlagen und Komponenten für die Herstellung und Verarbeitung von Fasern sowie der Sondermaschinenbau. Darüber hinaus werden Engineering-Dienstleistungen erbracht sowie alte Maschinen per Retrofit zum erneuten Einsatz ertüchtigt. Eine herausragende Stellung hat framag vor allem im Bereich der Schwingungsdämpfung. Hierfür wurde mit Hydropol ein spezieller Werkstoff auf mineralischer Basis (kein Polymerbeton) entwickelt, der Schwingungen besonders gut dämpft. Da die Herstellung ohne Harze und Chemie erfolgt, brauchen sich die Anwender bei der späteren Entsorgung keine besonderen Gedanken zu machen – die Einstufung als „Stahlbeton“ macht die fachgerechte Entsorgung weltweit einfach. Alternativ werden Werkstücke der framag ihr Leben lang auch zu den Entsorgungskosten zurück genommen und fachgerecht entsorgt. Deshalb bezieht eine Reihe renommierter Werkzeugmaschinenhersteller seine Maschinengestelle von framag. Weiteres wichtiges Geschäftsfeld des Unternehmens ist die Herstellung von schwingungsgedämpften Prüfständen für die Automobil-/Nutzfahrzeugindustrie, Eisenbahnbranche oder für andere Anforderungen in ganz Europa. Bei der Herstellung dieser Komponenten bzw. Maschinen ist stets höchste Genauigkeit und ein maßgeschneidertes Frequenzspektrum mit definierter Schwingungsamplitude sowie berechnetem Abklingverhalten von Schwingungen gefordert.
Ersatz für eine ältere Fahrständer-Fräsmaschine
Im Jahr 2015 begann man mit Überlegungen zum Ersatz eines 18 Jahre alten Fahrständer-Fräsbearbeitungszentrums. Bei der Beschaffung sollte versucht werden, das bisherige Fundament mit seinen Einbauten mit möglichst wenigen Veränderungen weiter zu nutzen. Horizontal konnte ein Werkzeugmaschinenbett der framag von den BIMATEC SORALUCE Technikern eingebunden werden und der vertikale Verfahrweg perfekt auf das bestehende Plattenfeld angepasst werden. Das Gleiche galt auch für das vorhandene Plattenfeld von 10.000 x 3.500 mm – dieses konnte sogar um ca. 1,5m verlängert werden. Ein Team von Maschinenbedienern unter Leitung des Fertigungsmeisters Erich Preundler unterstützte die Geschäftsführung bei der Aufstellung des Lastenhefts und bei der Beurteilung der eingehenden Angebote. Nach zahlreichen Gesprächen, in deren Verlauf dann auch eine Probebearbeitung durchzuführen war, kamen vier davon in die nähere Auswahl. In einer letzten Runde mit den zwei Besten fiel dann die Entscheidung für das Fräsbohrbearbeitungszentrum Soraluce FP 10000.
Warum BIMATEC SORALUCE überzeugte
Die Entscheidung für das Angebot von BIMATEC SORALUCE fiel nicht nur aufgrund der Technik, sondern auch wegen der erkennbaren Servicebereitschaft des Anbieters. Letzteres zeigte sich schon in der Angebotsphase, als BIMATEC SORALUCE durch vorab eingebrachte Änderungen am Fundament 2.000 mm mehr Verfahrweg in Längsrichtung erzielen konnte. Als wichtiger Vorteil wurde seitens framag der kompakte Orthogonal-Fräskopf mit seinen geringen Abmessungen gewertet. Da es sich um eine Standard-Komponente handelt, kann er im Servicefall von Limburg aus innerhalb von 24 Stunden gegen einen Leihkopf ausgetauscht werden.
Darüber hinaus überflügelte die FP Baureihe mit ihrem Z-Verfahrweg von 3.200 mm den Wettbewerb und passte trotzdem von der Höhe her in die vorgesehene Halle. Weiterer Pluspunkt war die Tatsache, dass ungeachtet ihres geringen Platzbedarfs noch ein Werkzeugwechsler mit 120 Magazinplätzen untergebracht werden konnte. Dieser Aspekt war auch deshalb von Bedeutung, da vielfach Einzelwerkstücke bearbeitet werden müssen. Mit ausschlaggebend war zum guten Schluss auch das positive Bauchgefühl der Entscheider, die sich von den Soraluce-Fachleuten von Beginn an gut beraten fühlten.
DAS-System – aktive Ratterunterdrückung
Zu den überzeugendsten Argumenten für die Soraluce-Technologie gehörte deren patentiertes Dynamics Active Stabilizer (DAS)-System. Es beruht darauf, dass die bei der Bearbeitung auftretenden mechanischen Schwingungen des Fräskopfs durch Sensoren erfasst werden. Eine Elektronik erzeugt daraufhin mithilfe von Aktoren im Frässchieber Gegenschwingungen, die in Frequenz und Amplitude genau entgegengerichtet sind. Da sich beide Schwingungen gegenseitig weitgehend auslöschen, fährt der Kopf seine Bahn mit einer bisher nicht darstellbaren Ruhe ab. Gleichzeitig wird erforderlichenfalls auch die Drehzahl der Arbeitsspindel angepasst. Im Ergebnis erhält man einen optimal ruhigen Zerspanungsprozess. Zudem hängen die Bearbeitungsbedingungen damit nicht mehr von der Position des Werkstücks im Arbeitsraum ab. Vorteile sind eine Erhöhung der Zerspanungsleistung um bis zu 300 % sowie eine nachweisliche Reduzierung der Fertigungszeit um rund 45 %. Ebenso bedeutsam ist auch eine bessere Oberfläche, ein wichtiger Aspekt insbesondere bei Gleitflächen und Führungsbahnen. Auch geht der Verschleiß sowohl beim Werkzeug als auch bei der Maschine merklich zurück. Das DAS-System überzeugte schon bei der Probebearbeitung, da hiermit beim Schlichten von Führungsbahnen bessere Oberflächen erzielt wurden als bei allen Wettbewerbern. Weitere Highlights der Soraluce-Steuerung sind Adaptive Control, eine automatische Anpassung der Verfahrgeschwindigkeiten an die jeweilige Spindelbelastung, sowie eine ganze Reihe praxisgerechter Anwenderzyklen, die dem Bearbeiter die Arbeit erleichtern.
VSET – Vermessen und Ausrichten außerhalb der Maschine
Nach erfolgreicher Inbetriebnahme der neuen Fahrständer Fräsmaschine wurde mit VSET noch eine weitere Innovation von BIMATEC SORALUCE installiert. VSET ist ein patentiertes, kameragestütztes System, mit dem Rohteile vor der Bearbeitung vermessen und ausgerichtet werden. Gerade bei großen Werkstücken ist die Vermessung oft ein zeit- und kostenintensiver Vorgang, der unter Umständen mehr Zeit in Anspruch nimmt als die eigentliche Bearbeitung. Der Clou an VSET ist, dass dies jetzt auch außerhalb der Fräsmaschine stattfinden kann. Mit dem System werden auf dem Werkstück optische Marker und Messpunkte angebracht und fotografiert, wofür auch keine erfahrenen Messtechniker erforderlich sind. Die Auswertung der Bilder mittels PC ergibt eine Punktewolke. Aus dieser sowie aus den CAD-Daten des Bauteils werden eine Best-Fit-Berechnung sowie eine Aufmaßkontrolle zur Sicherstellung der Rohteilqualität durchgeführt. Zusätzlich erzeugt die Software einen Spannplan des Werkstücks mit detaillierten Angaben in Bezug auf einen Referenzpunkt, den die Maschine vor dem Beginn der Bearbeitung automatisch mithilfe eines Messtasters aufnimmt.
Das Ausrichten wird hierdurch stark vereinfacht und nimmt bis zu 70 % weniger Zeit in Anspruch. Der größte Vorteil ergibt sich häufig schon dadurch, dass Fehler am Rohteil noch vor Beginn der Bearbeitung erkannt und behoben werden können. Damit gehören Maschinenstillstände durch fehlerhafte Rohteile sowie Produktionsverluste in der Spät- oder Nachtschicht durch ausstehende Entscheidungen über Nacharbeiten der Vergangenheit an. Manche Anwender setzen VSET sogar unabhängig von einer Bearbeitung allein schon zur Endkontrolle der Rohteilfertigung ein.
Bisherige Erfahrungen
Nach der rund zweijährigen Auswahl- und Bestellphase wurde die neue Soraluce FP 10000 Ende Dezember 2017 geliefert. Die Endabnahme erfolgte nach eingehendem Testbetrieb bereits Ende Februar 2018. Seither ist die Anlage in Produktion. Das VSET-System wurde Ende Dezember 2018 gekauft und ist seit Januar 2019 im Einsatz. Zu den gemachten Erfahrungen findet sich auf der framag-Homepage folgender Eintrag: „Durch die neue Fahrständerfräsmaschine ist es möglich, die Qualitätssicherung direkt in einzelne Fertigungsschritte zu integrieren und dadurch die Durchlaufzeiten wesentlich zu reduzieren. Das wiederum führt zu einer Erhöhung des Outputs (ohne Qualitätsabfall) und somit zur Stärkung unserer Wettbewerbsposition im hart umkämpften Markt“.
Klaus Vollrath b2dcomm.ch