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Foto: GMTK
Dank dem doppeltem RAM ist die gleichzeitige Bearbeitung am Außen- und am Innendurchmesser der schweren Bauteile möglich.

Werkzeugmaschinen

Schwere Bauteile präzise und automatisiert fertigen

Drei verkettete Karussell-Dreh-Fräszentren von GMTK erweitern die Fertigungskapazität bei Rile und ermöglichen das automatisierte Fertigen schwerer Bauteile.

Die präzise und automatisierte Fertigung großer und schwerer Bauteile ist eine Spezialität der vertikalen Karussell-Dreh-Fräszentren des spanischen Werkzeugmaschinenherstellers GMTK. Damit die Genauigkeit allerdings im gesamten Produktionsprozess das hohe Niveau der Maschinen hat, muss auch die Peripherie die Anforderungen erfüllen. Dies stellt hohe Ansprüche an die Automatisierung. Hat der Kunde in diesem Bereich selbst viel Erfahrung und bringt diese in das Projekt ein, verbindet sich das Expertenwissen ideal. So nehmen bei der Rile-Gruppe in Deggendorf jetzt drei verkettete GMTK-Maschinen mit insgesamt 15 Paletten den Betrieb auf. Mit dieser Neuinvestition erweitert das Unternehmen seinen Maschinenpark für die Zerspanung und kann damit auch die Bearbeitung der großen Bauteile wirtschaftlich anbieten.

Mit drei Maschinen und 15 Paletten automatisiert fertigen

Rile hat sich für die Anschaffung zunächst eines Karussell-Dreh-Fräszentrums entschieden, um Aufträge für die Bearbeitung großer und schwerer Bauteile ausführen zu können. Bereits während der Auslegung dieser Neuanschaffung erwies sich der Bedarf an Drehkapazität als ausreichend groß für eine zweite Maschine. Damit die Fertigung wirtschaftlich ist, sollte eine verkettete Automation in die Gesamtanlage integriert werden. Um diese wiederum möglichst effizient zu gestalten, entschloss sich Geschäftsführer Peter Radlsbeck dazu, das Gesamtpaket auf drei Maschinen für insgesamt 15 Paletten auszuweiten und mit zwei Rüstplätzen auszustatten. Große Werkstücke, etwa für den Flugzeug- oder Schiffbau, erfordern für die wirtschaftliche Bearbeitung eine Doppel-RAM-Maschine, die in einer Aufspannung gleichzeitig zwei Bearbeitungen ausführt. Typischerweise arbeitet ein Werkzeug am Außen- und das andere am Innendurchmesser. Die vertikalen Karussell-Dreh-Fräsmaschinen in der Ausführung VR 2.4 sind für Bearbeitungen bis 2.400 mm Durchmesser und 20 t Gewicht geeignet.

Etwas anders als in der klassischen Auftraggeber-Lieferanten-Beziehung haben sich Rile und GMTK bewusst für eine Zusammenarbeit bei der Entwicklung entschieden, die für beide Seiten Vorteile bietet. Rile profitiert von der langjährigen Erfahrung, die GMTK mit der präzisen Zerspanung schwerer Bauteile hat und vergrößert damit sein Angebotsspektrum nicht nur mit den Maschinen selbst, sondern auch mit dem Know-how im Handling der tonnenschweren Werkstücke. Der neue Kran in der Halle in Deggendorf bewegt bis zu 25 t und dürfte damit mit jedem Bauteil fertig werden, das auf den neuen Dreh-Fräszentren bearbeitet wird.

Hydrostatische Führungen sorgen für Genauigkeit 

Bei diesen hohen Gewichtsklassen stellt die Genauigkeit eine besondere Herausforderung dar. Die Maschine erreicht diese durch ihre hydrostatischen Führungen. Dieses Konzept soll sich auch am Rüstplatz widerspiegeln. Da GMTK schon die passenden Module für die hohen Gewichtsklassen im Programm hatte, übernahmen die Spanier auch bei der Automatisierung die Federführung. In der Rile-Gruppe gibt es ebenfalls einen Geschäftsbereich, der sich mit Automatisierung und Systemintegration beschäftigt. Geschäftsführer Radlsbeck: „Die Idee zur Eigenentwicklung entstand, als wir feststellten, dass keine der im Markt vorhandenen Lösungen die von uns geforderte Genauigkeit liefert. So bringen wir unser Expertenwissen in das Projekt ein und versprechen uns auch für die Zukunft interessante Projekte in diesem Segment, denn ab sofort können wir die gemeinsam ausgearbeitete Lösung auch unseren Kunden anbieten, wenn es darum geht, große Bearbeitungszentren palettenseitig mit einer Tischbelastung von mehr als 4 t zu automatisieren.“

Automatisiertes Palettenwechselsystem für schwere Bauteile

Die Entwicklung eines eigenen automatisierten Palettenwechselsystems für schwere Werkstücke und anspruchsvolle Toleranzen beschreibt GMTK-Geschäftsführer Igor Vitoria als „wichtigen qualitativen Sprung im Angebot zur Automatisierung und Produktivitätsverbesserung“. Vitoria weiter: „Das Ergebnis ist eine der wichtigsten automatisierten Einrichtungen in Europa für diese Art von Werkstücken. Diese Lösung wird uns auf unserem Weg zum führenden Anbieter von Lösungen für die Bearbeitung komplexer Werkstücke in den Sektoren Luftfahrt und Energie unterstützen.“

Neben der Maschine und der Automatisierung spielt der Leitrechner, der die Fertigungsabläufe steuert, die dritte wichtige Rolle im effizienten Produktionsablauf. Um die Durchgängigkeit sicherzustellen, verlässt sich Rile-Geschäftsführer Radlsbeck beim Leitrechner auf die bewährte Zusammenarbeit mit dem Berliner Hersteller Procam, deren Leitrechner er im Bereich Automation auch seinen Kunden empfiehlt und mit anbietet. Große Bauteile mit langen Bearbeitungszeiten – zehn Stunden sind nicht ungewöhnlich – sind zwar nicht der klassische Fall für Automatisierung, dennoch gibt es auch hier Potenziale, die Rile sich zunutze macht und bei denen der Leitrechner eine entscheidende Rolle spielt. So wird zwischen bemannter und mannloser Fertigung unterschieden. Tritt im mannlosen Betrieb, beispielsweise am Wochenende, ein Fehler auf, meldet die Anlage, wie viele Restaufträge noch zu bearbeiten wären. Anhand dieser Information fällt die Entscheidung über einen Serviceeinsatz immer situationsbezogen aus.

Bis Anfang 2022 sollen alle drei Maschinen in Betrieb sein

Für die großen Anlagen und langen Bearbeitungszeiten sind andere Rahmendaten interessanter als bei großen Stückzahlen und kurzen Zykluszeiten. So dauert der Transport des Palettenwechslers durchaus mehrere Minuten, in denen die Maschine produktiv sein sollte. Deshalb hat Procam das „Vorab-M30“ entwickelt. Diese Vorabmeldung vor Ende der Bearbeitung setzt sowohl den Palettenwechsler als auch alle anderen Vorbereitungen für die nächsten Prozesse in Gang.

Die erste Maschine ist nach erfolgreicher Vorabnahme bei GMTK momentan auf dem Weg nach Deggendorf. Nach drei Monaten Betrieb soll die zweite folgen, Anfang 2022 dann die dritte Maschine. Mit einem zweiten Rüstplatz ist somit die Anlage für schwere Bauteile komplettiert. Rile wird dort auch das eigene automatisierte Werkzeugmagazin einsetzen, das ebenfalls in Verbindung mit dem Leitrechner die Werkzeuge mit ihrer jeweiligen Standzeit passgenau jedem Auftrag zuordnet. Es erstellt vor allem die Werkzeugdifferenzlisten und kommissioniert die Werkzeuge für die anstehenden, unterschiedlichen Bearbeitungsaufgaben vor. Damit können sich die Maschinenbediener auf das Wesentliche konzentrieren: Werkstücke in Premiumqualität zu produzieren.

Kerstin Rogge

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Foto: GMTK
Das vertikale Karussell-Dreh-Fräszentrum VR2.4 im Aufbau. Die Zuführung der Paletten im Vordergrund sorgt für das automatisierte Fertigen. 
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Foto: GMTK
Automatisierter Werkzeugwechsel durch den Roboter an der Multiprozess-Maschine.
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Foto: GMTK
Die automatisierte Palettenwechseleinheit für 15 Paletten ist eine gemeinsame Entwicklung von GMTK mit dem Kunden Rile.
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Foto: GMTK
Genauigkeit der Automatisierung muss zu der von der Maschine passen. Hier wird ein Werkstück am Rüstplatz vermessen.
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