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Blechbearbeitung, Drehzentrum, SchleifmaschinenVitamin CNC für die Werkzeugmaschine

Mit der Steuerung, dem „Herz“ der Werkzeugmaschine, steht und fällt ihre Leistungsfähigkeit. Die Strategien der Werkzeugmaschinenhersteller variieren: Sie reichen vom Anbieten von Standardpaketen,
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Blechbearbeitung: Vitamin CNC für die Werkzeugmaschine
kundenindividuellen Anpassungen bis hin zu aufwändigen Eigenentwicklungen. Emag, Schütte und Trumpf beschreiben ihre CNC-Konzepte.

Jede Werkzeugmaschine ist nur so gut wie ihre Steuerung. Und im Hinblick auf Trends wie 5-Achsen-Bearbeitung, HSC (High-Speed-Cutting) oder HPC (High Performance Cutting) sowie mannarme Bearbeitung bekommt das Zusammenspiel zwischen Maschine und Steuerung eine stetig wachsende Bedeutung.

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Eine interessante Strategie fährt beispielsweise die Emag-Gruppe, die unterschiedlichste Maschinen für viele Branchen anbietet. Die Bandbreite reicht von Pick-up-Drehmaschinen, Drehzentren und multifunktionalen Produktionszentren, Schleifmaschinen bis hin zu Bearbeitungszentren und Maschinen für die Zahnradherstellung. Entsprechend vielfältig und unterschiedlich fallen auch die Ansprüche der Kunden an Maschinen und Steuerungen aus. Die Produktpalette reicht von Standard- über modulare Maschinen bis zu kundenspezifischen Lösungen. Eine Steuerung für alle Anforderungen kommt daher auch für Emag nicht infrage. Das spiegelt sich auch auf der EMO in Hannover wider. Die neuen Werkzeugmaschinen sind bestückt mit vier verschiedenen Steuerungen. Es handelt sich um Fanuc 18i, Siemens 840D, Bosch Rexroth MTX und BWO 900.

Durch den modularen Aufbau der Maschinen gibt es spezielle Anforderungen an die Steuerung. Sie muss anpassbar und leicht zu bedienen sein, da sich die Fertigungsaufgaben im Lohnfertigungsumfeld öfters ändern. Emag bietet hier speziell optimierte Bedienoberflächen und Bedienerführungen. Beim Großteil der Anforderungen kommt das Unternehmen mit den Standardfunktionen der Steuerungen aus. Emag entwickelt vor allem die Bereiche Bedienbarkeit/Bedienerführung und die Oberflächenanpassungen weiter.

Wie kommen die Anpassungen bei den Kunden an? Michael Hennig, Leiter der Elektronik-Entwicklung und -Konstruktion bei der Emag: „Unsere Kunden honorieren Optimierungen und Anpassungen der Steuerungsoberflächen an die jeweiligen Bearbeitungsanforderungen. Dies betrifft hauptsächlich die Bedienerführung und den leichteren Umgang mit der Steuerung.“

Diagnose per Vernetzung

Emag hilft dem Kunden auch beim Vernetzen, denn die Maschinen sind oft in der Halle an das Hallennetzwerk angeschlossen. „Der Kunde kann damit seine NC-Programme direkt auf die Maschine aufspielen“, erklärt Hennig. Ein wichtiger Punkt sei auch die Datensicherheit in Steuerungen, in denen eine Festplatte eingesetzt wird. Hier spiele die Vernetzung eine große Rolle, da sich die Daten über das Netzwerk einfach sichern ließen.

Auch die Prozessüberwachung komme teilweise zum Einsatz: Diese Informationen laufen dann auch über das Ethernet. Hennig: „Damit lassen sich die Produktionsdaten direkt von der Maschine generieren. Zudem ermöglicht uns die Vernetzung den Zugriff auf die Steuerung über die Ferndiagnose.“ Die Vernetzung der Maschinen untereinander spiele vor allem bei verketteten Anlagen eine Rolle, da hier die Bearbeitungsmaschinen mit der Peripherie wie Automation, Markierer, Entgrateinrichtungen oder Wender kommunizieren müssten. Siemens-Steuerungen (840D) kommen in den neuen Mehrspindel-Drehautomaten und Schleifmaschinen der Alfred H. Schütte Werkzeugmaschinenfabrik zum Einsatz. Zu den Mehrspindlern: Die steigenden Genauigkeitsanforderungen führen auch innerhalb der Ausrüstungsabteilung zu ständigen Weiterentwicklungen. Dazu zählen beispielsweise die Erweiterung der Möglichkeiten der Rückseitenbearbeitung, das gerichtete Abführen des gefertigten Werkstücks aus der Maschine oder aber die Komplettbearbeitung komplizierter Werkstücke. Eine Doppel-NCU (Basis Siemens 840D) ermöglichte es Schütte, eine Mehrspindel-Drehautomaten-Steuerung mit bis zu 62 Achsen zu verwirklichen. Außerdem gelang die Entwicklung einer Maschinensimulationssoftware, bei der sich alle Technologieprozesse entsprechend der Bearbeitungsaufgabe in Realzeit abbilden lassen.

Die Kölner stellen außerdem Werkzeugmaschinen zum Schleifen und Aufbereiten von Werkzeugformen sowie Bearbeiten komplexer Produktions- oder Medizinbauteile her. Das Programm umfasst CNC-Werkzeug- und Universal-Schleifmaschinen mit Automatisierungseinrichtungen für mannarme und mannlose Schichten.

Bis zu 62 Achsen


Bei der wichtigsten maschinentechnischen Entwicklung im Bereich der Schleifmaschinenbaureihe 305 von Schütte lassen sich durch den Einsatz der Linearmotortechnik höhere Achsbeschleunigungen realisieren und die Vorschubachsen feinfühliger regeln. Die Weiterentwicklung auf dieser Basis ist nun die Maschine „Micro“: Ihr zum Patent angemeldetes Werkstückführungssystem erlaubt es, Werkzeuge bis herunter zu wenigen Hundertstel Millimeter Durchmesser in höchster Präzision zu schleifen. Damit kommt Schütte der steigenden Nachfrage nach kleinen und kleinsten Werkzeugen nach. Unterstützt werden die Schleifprozesse durch diverse Zusatzverfahren wie z.B. das von Schütte entwickelte Magnetfinishing- und Polierverfahren. Diverse Handlingsysteme ermöglichen eine weitgehend vollautomatische Fertigung bis hin zur mannlosen Produktion.

Bei den Werkzeugschleifmaschinen stellen die Weiterentwicklungen im Bereich der Stufen- und Profilwerkzeuge immer neue und höhere Anforderungen an die Programmiersoftware. Durch eine intelligente Softwarestruktur (SIGS) und das Erweiterungspaket Modula 40 ist die Schütte-Schleifmaschinenbaureihe 305 in der Lage, komplizierte Multifunktionswerkzeuge äußerst wirtschaftlich zu fertigen und nachzuschärfen.

Doch was ist der gemeinsame Nenner aller Steuerungen? Schütte passt die Bedienoberfläche an die Belange der Mehrspindeldreh- bzw. -schleiftechnologie an und die Steuerung an die Kundenwünsche. Um eine Eigenentwicklung handelt es sich auch bei der Programmieroberfläche.

Eigene Oberflächen

Der Hersteller bietet seinen Kunden zudem Online-Hilfe und Teleservice. Die eingesetzte Netzwerktechnologie dient u.a. zum Transferieren von Daten zwischen Arbeitsvorbereitung und Maschine. Die Kölner erwarten daher von den CNC-Herstellern moderne Technologien sowie schnelle und weltweite Verfügbarkeit bei der Ersatzteilversorgung. Eine wichtige Rolle spielt bei den Schütte-Kunden die Vernetzbarkeit: Gefragt ist dabei LAN-Technologie (LAN: local area network) zum Aufbau lokaler Netzwerke.

Eine andere CNC-Strategie verfolgt die Trumpf-Gruppe. Sie hat unter dem Dach einer Holding die drei Geschäftsbereiche Werkzeugmaschinen/Elektrowerkzeuge, Lasertechnik/Elektronik und Medizintechnik zusammengefasst. Kerngeschäft sind Werkzeugmaschinen für die flexible Blechbearbeitung zum Stanzen und Umformen, für die Laserbearbeitung und zum Biegen. Eine wichtige Rolle spielt die Steuerung. Rainer Hofmann, Abteilungsleitung Systementwicklung bei Trumpf Werkzeugmaschinen: „Unseren Kunden kommt es in erster Linie auf eine hochproduktive Maschine an, die die Teile in der geforderten Qualität herstellt. Das erreicht man durch eine hohe Verfügbarkeit der Maschine, eine einfache und zielgerichtete Bedienung sowie eine optimale Unterstützung des Bearbeitungsprozesses durch die Steuerung.“

Aus diesem Grund entwickelt Trumpf die Bedienoberfläche der Maschinen selbst. „Mit Ausnahme der zwangsläufig vorhandenen technologisch bedingten Unterschiede sind die Bedienoberflächen über die einzelnen Bearbeitungstechnologien aus unserem Hause identisch“, meint der Abteilungsleiter. Der Aufwand für Schulung und Einarbeitung der Maschinenbediener lasse sich dadurch deutlich reduzieren. Die Anwender würden außerdem die dank einer PC-basierten Bedienung zusätzlich vorhandenen Vorteile - wie einfache Vernetzung oder Teleservice - als selbstverständliche Basisfunktionen voraussetzen.

Hofmann: „Weil keine am Markt verfügbare Steuerung unsere Bearbeitungstechnologien in ausreichendem Maße unterstützt und wir das bei Trumpf erarbeitete Know-how schützen wollen, sind wir dazu übergegangen, offene Steuerungen von Siemens, Bosch-Rexroth und Keba einzusetzen und die spezifischen Erweiterungen für diese Technologien selbst einzubringen. Dies gilt insbesondere für den CNC-Kern.“ hs

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