Einspindlige Bearbeitungszentren für großformatige Bauteile

„Typische SW-Bearbeitungszentren waren bisher meist mehrspindlig ausgeführt und hatten einen Doppelschwenkträger, der eine hauptzeitparallele Beladung ermöglichte“, erläutert Patrick Schneider, Produktmanager bei SW in Waldmössingen. Über diese Einheit gelangen bei jedem Schwenk mehrere Werkstücke in den Arbeitsraum der Anlage, wo sie von einer entsprechenden Anzahl an Spindeln gleichzeitig bearbeitet werden. Eine Trennwand an diesem Doppelschwenkträger ermöglicht die Be- und Entladung ohne Beeinträchtigung des auf der anderen Seite ablaufenden Zerspanungsprozesses. Die Mehrspindligkeit sowie die konsequent auf hohe Dynamik optimierten Antriebe gestatten kurze Span-zu-Span-Zeiten und eine entsprechend hohe Produktivität. Als Wermutstropfen erwies sich aus Sicht der Anwender lediglich die durch das Konstruktionsprinzip begrenzte Größe der Bauteile. Grund dafür ist die bei diesem Maschinenkonzept unabdingbare Trennwand zwischen Beladeraum und Arbeitsraum.

„Sowohl im Bereich der Kfz-Herstellung als auch bei sonstigen industriellen Anwendern verschieben sich derzeit die Prioritäten bezüglich der Anforderungen an Werkzeugmaschinen“, ergänzt SW-Produktmanager Michael Kreuzberger. Einerseits gebe es einen starken Aufwärtstrend bezüglich der Abmessungen der zu bearbeitenden Teile. Teilweise sei dies eine Folge der Zunahme an Elekrofahrzeugen, für die beispielsweise Batteriegehäuse mit sehr großen Abmessungen benötigt werden. Auch bei Fahrgestellen kämen immer mehr großformatige Strukturbauteile wie Karosserierahmen oder Subframes zum Einsatz. Da ihre Bearbeitung erheblich mehr Zeit in Anspruch nehme, fielen die Wechselzeiten prozentual deutlich weniger ins Gewicht. Mit Blick auf solche großformatigen Bauteile habe SW bei seinen neuen Maschinenbaureihen auch Ausführungen mit nur einer Spindel eingeführt.

Ein weiterer Aspekt betreffe die deutlich abnehmende Langfristigkeit der Aufträge. Industrielle Hersteller könnten heute weniger darauf zählen, dass eine Serie über etliche Jahre hinweg mit hohen Stückzahlen laufe. Dies bewirke eine Verschiebung der Auswahlkriterien hin zu Fragen der Umrüstflexibilität sowie die heute immer mehr in den Vordergrund rückenden Automatisierung.

„Um diesen Kundenwünschen entgegenzukommen, haben wir unsere Maschinenbaureihe um Einplatzmaschinen ohne Doppelschwenkträger erweitert“, sagt Schneider. Statt des Doppelschwenkträgers weisen diese Systeme nur noch eine Rundachse mit einer Spannbrücke auf. Der so ermöglichte Wegfall der Trennwand erweitert das Raumangebot enorm, sodass bei gleicher Maschinengrundfläche erheblich größere Teile bearbeitet werden können. Auch bezüglich der Umrüstflexibilität und der Automatisierung hat SW unter anderem durch die optionale Ausstattung der Werkstückträger mit integrierten Nullpunktspannsystemen neue Wege beschritten. Aktuell sind drei Baureihen dieser neuen Bearbeitungszentren mit unterschiedlichen Ausstattungsvarianten verfügbar. Interesse an diesen neuen Modellen dürften beispielsweise auch Hersteller aus den Bereichen Land- und Baumaschinen, Industriegetriebe, Hydraulikaggregate, Schienenverkehr sowie Luft- und Raumfahrt haben.

„Wie unsere bisherigen Bearbeitungszentren der BA-7-Serie zeichnen sich diese Anlagen durch ihre stabile Monoblockbauweise, hohe Achsgeschwindigkeiten sowie die hohe Leistung der Spindeln aus“, verrät Kreuzberger. Bei allen drei Hauptachsen erfolgt der Antrieb durch robuste Kugelrollspindeln. Damit eignen sich auch die beiden neuen Anlagen sehr gut für die Mittel- und Großserienproduktion großformatiger, komplexer Bauteile. Der Zusatz „space“ der Neuzugänge zeigt an, dass bei ihnen der Vertikalhub des Spindelblocks von bisher 650 mm auf 1.175 mm fast verdoppelt wurde und auch die Z-Achse einen um 90 mm größeren Hub aufweist. Bei der BA 711 space mit einer Spindel und einem Werkstückträger auf der Schwenkbrücke steht dadurch ein Arbeitsraum von 1.350 mm x 1.175 mm x 650 mm zur Verfügung, ohne dass die Anlage dadurch mehr Hallenplatz in Anspruch nehmen würde.

Das Schwestermodell BA 721 space verfügt über den gleichen, wesentlich vergrößerten Y-Hub von 1.175 mm und kann daher ebenfalls längere Bauteile bearbeiten. Aufgrund der Verdopplung der Anahl der Spindeln verringert sich jedoch die maximal verfügbare Arbeitsraumbreite pro Spindel auf 650 mm, dafür ist die Produktivität dank des Einsatzes der zweiten Spindel nahezu doppelt so hoch.

„Für die Bearbeitung von Aluminium und anderen nichtmagnetischen Werkstoffen haben wir mit den BA-W08-Bearbeitungszentren eine bewährte Baureihe“, weiß Schneider. Dank des Linearantriebs in den drei Hauptachsen erreichen diese Beschleunigungen bis 2 g und Verfahrgeschwindigkeiten bis 120 m/min. Analog zur Entwicklung bei der BA-7-Baureihe wurde auch die BA-W08-Familie um Modelle mit nur einer Rundachse ergänzt. Bei diesen wurde der Y-Verfahrweg von 800 auf 1.500 mm erhöht. Das neue Modell BA W08-11 mit einer Spindel und einer Spannbrücke hat daher einen Arbeitsraum von 1.500 mm x 1.025 mm x 660 mm im Vergleich zu den 800 mm x 1.025 mm x 660 mm des zweispindligen Standardmodells BA W08-22.

Die Leistungskenndaten der Standardspindel sind für alle Modelle 35 kW mit 80 Nm Drehmoment. Die Konstruktionsprinzipien wie Monoblockbauweise und Box-in-Box-Aufbau der Spindeleinheit, die sich als Garanten für Stabilität und damit verbunden für Präzision bewährt haben, wurden auch bei den neuen Anlagen der BA-W08-Baureihe beibehalten.

„Bei der Neuentwicklung der BA space 3 standen zunächst vor allem Anwendungen im Bereich E-Mobilität im Vordergrund“, verrät Kreuzberger. Auch hier sorgen Linearantriebe in allen Hauptachsen für eine hohe Dynamik der Bearbeitungsabläufe. Im Unterschied zur bisherigen Konstruktionsphilosophie verfügt die BA space3 über eine horizontale Schwenkachse mit integrierter Spannbrücke. Diese kann sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite bestückt werden, was einen hauptzeitparallelen Werkstückwechsel ermöglicht. Mit ihrem Arbeitsbereich von 3.000 mm x 1.800 mm x 875 mm erlaubt sie die Bearbeitung entsprechend großer Rahmen- und Strukturbauteile. Die Anlage ist in 3-achsiger Ausführung mit starrer Spindel oder bei gleichen Leistungsdaten alternativ in 5-achsiger Ausführung mit Schwenkkopf erhältlich. In dieser Version ist dann eine 5-achsige Bearbeitung aus allen Winkeln möglich. Wie bei allen SW-Bearbeitungszentren wird auch hier eine Automatisierung bis hin zur Integration in komplexe, automatische Fertigungslinien angeboten.

Klaus Vollrath/rk