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Automatisierungslösungen für die HSC-Bearbeitung

: bavius


Kosten einsparen und die Effizienz in der Produktion steigern, zählt vor allem in der derzeit angespannten wirtschaftlichen Situation zu den zwingenden Maßnahmen, die von Unternehmen umgesetzt werden müssen. Handtmann A-Punkt Automation – Hersteller von 5-Achs-HSC-Bearbeitungszentren – stellte deshalb seine Aerospace Days am 03./04. 12. 2009 unter das Motto „Automatisierte Maschinenlösungen“. Wie wirtschaftlich die Teilefertigung sein kann, zeigte Handtmann am Beispiel des Universalbearbeitungszentrums UBZ HP, das von einem Portalroboter beladen wird.

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Im Mittelpunkt der Aerospace Days stand das Universalbearbeitungszentrum UBZ HP.

Im Mittelpunkt der Aerospace Days stand das Universalbearbeitungszentrum UBZ...

Die Handtmann Aerospace Days haben sich zu einem festen Termin im Kalender der nationalen und internationalen Flugzeugbauer und Zulieferer entwickelt. Im Mittelpunkt der Hausmesse am 03./04. Dezember 2009 stand das mit einem Portalrobotersystem automatisierte Universalbearbeitungszentrum UBZ HP.

Mit einer Tischgröße von 3.000 x 2.000 mm und ausgelegt für Werkstücke bis vier Tonnen, stellte Handtmann einmal mehr unter Beweis, dass Automatisierung nicht an Werkstückgrößen scheitern muss. Das UBZ HP ist mit einem automatischen Palettenwechselsystem für drei Paletten ausgerüstet – d. h., Werkstücke werden während der Bearbeitung hauptzeitparallel be- und entladen und lassen sich so parallel zur Bearbeitung rüsten. In zahlreichen Industriezweigen, besonders in der Flugzeugindustrie, ist der Trend hin zu mehr Automatisierung klar erkennbar.

Bei den relativ hohen Investitionskosten in solche Maschinen müssen Stillstandzeiten minimiert werden. Berücksichtigt man, dass das Bearbeiten einzelner Werkstücke bis zu 70 Stunden Maschinenlaufzeit und bis zu fünf Stunden Rüsten erfordert, bringt die haupt-zeitparallele Bearbeitung eine enorme Zeit- und Kosteneinsparung.

Zwei Spindeln im Einsatz

Ein technisches Highlight der UBZ HP ist der Einsatz von zwei Spindeln in einer Maschine, die wahlweise, je nach Bearbeitungsanforderung, über eine Spindelwechselbox eingesetzt werden können. Ist das Schruppen von Stahl gefragt,
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Das Werkzeugmagazin ist mit 214 Plätzen ausgelegt – 40 Aufnahmen davon sind für HSK 100, der Rest für HSK 63.

Das Werkzeugmagazin ist mit 214 Plätzen ausgelegt – 40 Aufnahmen davon sind...

kommt eine Spindel mit HSK 100, 400 Nm Drehmoment und einer Drehzahl von 9.000 min-1 zum Einsatz. Für die Bearbeitung von Aluminium oder Nichteisenmetallen dagegen steht eine Spindel mit HSK 63 und 24.000 min-1 zur Verfügung.

Christian Podiebrad, technischer Leiter bei Handtmann erläutert die Vorteile des Spindelwechsels für den Kunden: „In einer Spindel hohes Drehmoment und hohe Drehzahl zu kombinieren, ist technisch nahezu nicht realisierbar. Unser Spindelwechsel ermöglicht die Kombination zwischen hohem Drehmoment und hohen Drehzahlen zuverlässig. Freilich ist diese Maschine damit nicht für die Schwerzerspanung von Stahl ausgelegt. Aber Auskoffern mit einem 80er Messerkopf bei entsprechenden Verfahrwegen, das ist durchaus möglich.“

Flexible und wirtschaftliche Fertigung garantiert

Entwickelt wurde diese Maschine für die LARO NC-Technik GmbH, ein Unternehmen der Langer Group in Illmensee. Elmar Müller, Geschäftsführer der LARO NC-Technik, an den die Maschine im Rahmen der Aerospace Days übergeben wurde, begründet seine Entscheidung für das automatisierte Maschinenkonzept von Handtmann folgendermaßen: „Die automatisierte Be- und Entladung, in Kombination mit den zwei Spindeln garantiert uns eine flexible und außerordentlich wirtschaftliche Fertigung. Dies war für uns ausschlaggebend für diese zukunftsorientierte Investition. Wir sind sowohl in der Luftfahrt- und Automobilindustrie sowie im Maschinenbau und im Energiebereich tätig – d. h., wir müssen maschinenseitig ein breites Spektrum abdecken. Mit dieser UBZ HP werden wir zusätzliche Potenziale gewinnen und dadurch ca. 80
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Für das Schruppen von Stahl kommt eine Spindel mit HSK 100, 400 Nm Drehmoment und einer Drehzahl von 9.000 min-1 zum Einsatz – für die Bearbeitung von Aluminium oder Nichteisenmetallen eine Spindel mit HSK 63 und 24.000 min-1.

Für das Schruppen von Stahl kommt eine Spindel mit HSK 100, 400 Nm Drehmoment...

Prozent unseres Werkstückspektrums abdecken.“ Zur Realisierung dieser Anforderung trägt auch das von Handtmann eigens entwickelte Werkzeug-Regalmagazins mit 214 Plätzen (40 Aufnahmen HSK 100 und der Rest HSK 63) bei. Zudem wurde beim Universalbearbeitungszentrum HBZ HP ein sehr aufwändiges und für den Maschinenbediener hilfreiches Prozessüberwachungssystem installiert. Kameras übertragen Live-Bilder aus dem Bearbeitungsraum direkt auf ein 42-Zoll-Display.

Neuentwicklungen und Forschungserkenntnisse

Dass bei Handtmann mit dieser Maschinen noch lange nicht das Ende der Automatisierungslösungen erreicht ist, zeigen sowohl bereits gelieferte Maschinen wie geplante Neuentwicklungen. Neu vorgestellt wird zur AMB 2010 das kompakte Horizontalbearbeitungszentrum HBZ 200/100 mit unterschiedlichen Automatisierungslösungen. Das große Späneaufkommen fällt bei der Hochleistungszerspanung von Aluminium senkrecht vom Bearbeitungstisch ab. Mit einer 60 kW-Spindel, Drehzahlen bis 27.000 min-1 und einer Verfahrgeschwindigkeit von 50 m/min wird Handtmann das HBZ 200/100 in einem sehr attraktiven Preis-Leistungsverhältnis auf den Markt bringen.

Im Rahmen der Aerospace Days war natürlich auch die Hochleistungszerspanung von Titan ein zentrales Thema. Die TU Darmstadt präsentierte neueste Forschungserkenntnisse für die Hochleistungszerspanung von Titan. Passend dazu kündigte Handtmann für 2010 das neue Maschinenkonzept UBZ Titanium an. Ausgelegt als reinrassige Titanmaschine werden mit einer 60 kW-Spindel Drehzahlen von 6000 min-1, Verfahrgeschwindigkeiten von 20 m/min und ein Drehmoment von 2.150 Nm – für eine
entsprechende Hochleistungszerspanung – realisiert. Dank einem speziellen Bearbeitungskopf ist die 5-Achs-Simultan-Bearbeitung auch bei hohen Drehmomenten möglich. Auch der Kühlprozess ist speziell für die Titanbearbeitung konzipiert. Mit Innenkühlung bis 200 bar und reichlich Schwallwasser werden die Werkzeugstandzeiten deutlich verlängert. Erste Titanspäne sollen auf dieser Neuentwicklung im Mai 2010 gefräst werden.

Weltrekord mit Gantry CS

Bleibt abschließend nur noch der Rückblick auf den Weltrekord „mit 251,6 PS zu 40,72 kg Späne pro Minute“ des 5-Achs-CNC-Hochportalbearbeitungszentrum Gantry CS: Mit der Maschine werden seit knapp einem Jahr die Bodenplatten für Prozesskammern von Solaranlagen aus dem Vollen gefräst. Beim Hersteller dieser Anlagen, der VDL Group, fährt man nach wie vor Vollgas – d. h., es werden kontinuierlich 95 Prozent der demonstrierten Spindelleistung abgerufen.
Im Mittelpunkt der Aerospace Days stand das Universalbearbeitungszentrum UBZ HP.
Das Werkzeugmagazin ist mit 214 Plätzen ausgelegt – 40 Aufnahmen davon sind für HSK 100, der Rest für HSK 63.
Für das Schruppen von Stahl kommt eine Spindel mit HSK 100, 400 Nm Drehmoment und einer Drehzahl von 9.000 min-1 zum Einsatz – für die Bearbeitung von Aluminium oder Nichteisenmetallen eine Spindel mit HSK 63 und 24.000 min-1.
Die UBZ HP ist mit einem automatischen Palettenwechselsystem für drei Paletten ausgerüstet.
Mit einer Tischgröße von 3.000 x 2.000 mm ist die UBZ HP für Werkstücke bis vier Tonnen ausgelegt.


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