Wie Mazak Bearbeitungszentren automatisiert

Ein Highlight ist laut Mazak die Automatisierung des 2-Spindel-Drehzentrums Multiplex W-200Y mit Portalladesystem. Anstelle eines Werkstückspeichers ist ein Rundschalttisch angebaut, der mit Werkzeugträgerblechen ausgerüstet ist. Dieser Rundschalttisch wurde von Mazak Engineering Deutschland als Werkstückspeicher und Zuführstation konzipiert. Er bietet bei kleiner Aufstellfläche Platz für bis zu 200 Werkstücke bei einer Durchschnittsgröße von 60 mm – eine Steigerung um 144 % im Vergleich zum Standardspeicher, so das Unternehmen. Dies erlaube längere mannlose Schichten. Der Rundschalttisch ermögliche ein permanentes hauptzeitparalleles Rüsten und sorge damit für eine gute Auslastung der Multiplex-Maschine.

Die sehr gute Zugänglichkeit zu Roh-und Fertigteilen ist ein besonderer Vorteil dieser Lösung, heißt es weiter. Die Automatisierung mit Rundschalttisch sei für alle Einsatzgebiete und Branchen geeignet, optimal ist sie bei kleineren Bauteilen in mittleren bis großen Serien.

Eine weitere Automatisierungslösung, die Mazak auf der AMB vorstellt, ist ein zweifacher Palettenwechsler für das horizontale 5-Achs-Bearbeitungszentrum HCR-5000. Die Maschine wurde für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Aluminium konzipiert und verfügt über eine Hochleistungsspindel mit 30.000 min-1. Die Horizontalanordnung der Spindel sowie der Schwenk-Rundtisch gewährleisten die zuverlässige Abführung auch großer Spanmengen wie sie bei der Aluminiumbearbeitung entstehen. Speziell für die 5-Achs-Bearbeitung wurde die Mazatrol-Smooth-X-Steuerung mit verbesserter Software ausgestattet.

Für Standard-Drehmaschinen hat sich die Automatisierung mit Roboterbeladesystemen bewährt. Neu im Mazak-Portfolio ist ein TA-20-Roboter, der für Werkstückgewichte bis 20 kg ausgelegt ist. Gezeigt wird diese Lösung an einer Drehmaschine QT 250MSY. Das Automatisierungstool für das Beladesystem ist als App in die Mazatrol integriert, so dass Maschine und Belade-system perfekt miteinander koordiniert werden. Die Programmierung – auch die des Roboters – erfolgt über einfache Menüs in der Mazak-Smooth-Steuerung, die laut Hersteller eine intuitive Bedienung und sehr schnelle Rüstzeiten gewährleistet.

Ein weiteres Roboterbeladesystem wird am vertikalen Bearbeitungszentrum VCN-530 Smooth G gezeigt. Kurze Zykluszeiten verdankt die Maschine der maximalen Vorschubgeschwindigkeit von 42 m/min, dem guten Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten sowie dem schnellen Werkzeugwechsel von 2,8 s. Die CNC-Steuerung Mazatrol-Smooth-G sorgt für hohe Bedienerfreundlichkeit. Der Beladeroboter verfügt über eine Profibus-Standardschnittstelle und kann dadurch schnell und einfach an sämtliche Maschinen einer Fertigung angedockt werden.

Die 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihen Integrex und Variaxis sind mit auf die Maschinen abgestimmten Systemen wie Palettenwechsler und Roboterbeladung automatisierbar. So ermöglicht beispielsweise die Lösung Multi Pallet Pool (MPP) den schnellen Palettentransfer und einen deutlich längeren Betrieb ohne Bedieneraufsicht, ideal für mannlose Nachtschichten. Das System wird über die Smooth-CNC gesteuert, die über die Software Smooth MPP verfügt. Sie vereinfacht laut Angaben die Auftragsterminierung und ermöglicht die schnelle Analyse der Produktionsergebnisse sowie eine effiziente Systemauslastung.

Ein weiteres Plus: Auf die Daten kann auch extern vom PC und Smartphone aus zugegriffen werden.

Neben der Automatisierung ist die Verfahrensintegration ein wichtiges Thema. Das Done-in-one-Prinzip der Mazak-Multifunktionsmaschinen bringt Drehen und Fräsen auf eine Maschine. Das Ziel: Werkstücke in einer Spannlage komplett zu bearbeiten und damit eine Kostenreduzierung, kürzere Zykluszeiten, größere Genauigkeit und eine höhere Produktivität zu erreichen.

Nach der additiven Fertigung integriert Mazak nun in Zusammenarbeit mit dem Werkzeughersteller Sandvik das Power Skiving als weiteres Bearbeitungsverfahren in die Multifunktionsmaschinen. Gezeigt wird die Applikation Skiving auf einer Integrex i-500U mit integriertem Reitstock und Werkzeugaufnahme SK50 mit Capto-C8-Werkzeugen.

Die Maschinenlösung eignet sich vor allem für die Fertigung von wellenförmigen Werkstücken, aber auch von großen Zahnrädern in kleinen Losgrößen, die beispielsweise für Tunnelbohrmaschinen und Windkraftanlagen benötigt werden.

Das Konzept der AM-Maschinen integriert das additive Verfahren des Laser-Schweißprozesses in ein 5-Achs Bearbeitungszentrum aus der Integrex-Baureihe. Ein eingebauter 1-kW-Faserlaser kommt zum Schmelzen des Metallpulvers zum Einsatz, das dann lagenweise mittels austauschbarer Beschichtungsköpfe aufgetragen wird. Diese Köpfe sind im Standard-Werkzeugmagazin der Maschine untergebracht. Der Wechsel zwischen den Werkzeugen für additive und subtraktive Fertigung erfolgt über die Mazak-Smooth-X-Steuerung.

Auf der AMB wird das Additive Manufacturing auf einer Variaxis j-600/5X AM gezeigt. Das Verfahren erlaubt das Aufbringen verschiedener Werkstoffe wie Edelstahl, Nickellegierungen und Kupfer. Damit ist beispielsweise die Komplettbearbeitung von Bauteilen unter Nutzung sowohl der spanabtragenden als auch der additiven Bearbeitungen innerhalb des gleichen Bearbeitungsprozesses möglich. Ebenso ist es für die Reparatur abgenutzter oder beschädigter Teile geeignet.

Das reibungslose Ineinandergreifen der unterschiedlichen Prozesse wird durch den Einsatz der neuesten Mazak-Smooth-Steuerungstechnologie möglich. Die für die 5-Achs-Bearbeitung entwickelte SmoothX steuert die hocheffiziente Zerspanung prismatischer, runder oder hochkomplex geformter Werkstücke sowie endkonturnaher Merkmale, die zuvor anhand des integrierten additiven Verfahrens erzeugt wurden.

Mazak hat bereits eine große Anzahl von Maschinen aus unterschiedlichen Baureihen mit der Sinumerik 840D sl ausgestattet, mit dem Fokus auf jene Anwender, die ihre Fertigung auf Siemens-Steuerungen ausgerichtet haben.

Neu ist jetzt die Ausführung der VTC-530 und VTC-760 mit der Sinumerik 828D sl. Das Sinumerik-Paket beinhaltet die CNC, eine Mazak-Spindel mit integriertem Siemens-Motor sowie Sinumerik-Antriebe und -Servomotoren.

Die Maschinen von Mazak sind optional mit der MT-Connect-Schnittstelle kompatibel. MT-Connect ist ein offenes Kommunikationsprotokoll zur Datenerfassung von Werkzeugmaschinen, Peripheriegeräten oder Sensoren. Standardisierte Daten können damit unabhängig von Herstellern oder Modellen zur Verfügung gestellt werden, so dass Unwirtschaftlichkeiten und Ausfallzeiten frühzeitig erkannt werden. Eine große Anzahl technischer Informationen wie Spindellast, Werkstückzählstand und Achsenvorschubgeschwindigkeit stehen hierbei zur Auswertung zur Verfügung.

cd