Zweite Bearbeitungsstation steigert Produktivität um bis zu 45 %

Bei der Entwicklung der 40er-Serie, die 2021 präsentiert wurde, hatten die Konstrukteure bereits ein Werkzeugmagazin mit 72 Positionen integriert und gleichzeitig die Abmessungen der Maschine reduziert. Jetzt gehen sie noch einen Schritt weiter und integrieren eine zweite Motorspindel in einer zweiten Bearbeitungsstation sowie ein zweites dediziertes Werkzeugmagazin, ohne dabei die Aufstellfläche der Maschine zu vergrößern. Die beiden unabhängigen Bearbeitungsstationen bieten eine produktive Lösung auf weniger als 3 m². Willemin-Macodel ging keine Kompromisse bei der Fräsqualität ein, wie das Unternehmen betont. In der Hauptbearbeitung kommt die Hochleistungsmotorspindel mit 42.000 min^-1 zum Einsatz. Für die Gegenbearbeitung wurde eine kompakte Motorspindel für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen von bis zu 45.000 min^-1 integriert, was für eine vergleichbare Fräsleistung an beiden Stationen sorgt.

Olivier Haegeli, Co-CEO der Willemin-Macodel SA, präzisiert: „Diese Reihe von Bearbeitungszentren war von Anfang an auf Erweiterbarkeit ausgelegt und wir stellen fest, dass die grundlegenden Entwicklungen und Ideen immer perfekt mit den Innovationen kompatibel sind. Das Bearbeitungszentrum 408MTS bietet gewissermaßen eine perfekte Kombination aus der Zuverlässigkeit bewährter Lösungen und den Optimierungen infolge neuer Entwicklungen.“

Das gleichzeitige Arbeiten in der Haupt- und Gegenspindel ist im Automatendrehen recht verbreitet, bei Bearbeitungszentren jedoch weniger. „Bei der Umsetzung dieser Idee sind wir vom Kundenbedarf und den technischen und ergonomischen Herausforderungen ausgegangen“, erklärt Marc Bloch, Verkaufs- und Marketingleiter von Willemin-Macodel. Haegeli fügt hinzu: „Die Nachfrage nach einer solchen Maschine ist vorhanden, aber es war uns von Anfang an klar, dass wir für ihre Entwicklung auf unseren bestehenden Lösungen aufbauen und diese weiterentwickeln mussten, um ein kompromissloses Qualitäts- und Leistungsniveau zu erreichen.“ Willemin-Macodel ließ den Konstrukteuren freie Hand, um eine optimale technische Lösung zu entwickeln, ohne Abstriche bei der Ergonomie zu machen, und dabei die Kostenkontrolle stets im Auge zu behalten. Daraus entstand die 408MTS mit der Möglichkeit, die Bearbeitungsvorgänge auf beide Werkstückseiten aufzuteilen und die Nachbearbeitung hauptzeitparallel durchzuführen.

Besondere Aufmerksamkeit wurde auf die Bewegung der verschiedenen Maschinenelemente gelegt, um Kollisionsrisiken zu vermeiden. Die Programmierung zeichnet sich laut Angaben durch ihre Einfachheit aus. Dazu Bloch: „Zur Optimierung der Produktionszeiten, insbesondere was die hauptzeitparallelen Bearbeitungen anbelangt, muss der Ablauf natürlich entsprechend durchdacht sein. Aber der Bediener wird durch die eingebetteten Funktionen der Maschine geführt, was die Programmierung der Gegenbearbeitung sehr einfach gestaltet.“

Eine weitere Herausforderung, der sich die Konstrukteure stellen mussten, bestand darin, das Grundkonzept des Bearbeitungszentrums weder technisch noch in Bezug auf die schnelle Umrüstung und den raschen Serienwechsel zu beeinträchtigen. Das neue Bearbeitungszentrum 408MTS übernimmt die Entwicklungen der 40er-Serie wie die hochauflösenden Absolutmaßstäbe auf den Linearachsen, die gekühlten Motorspindellager, die digitale Kompensation der Spindelausdehnung (Dynamic Thermal Stabilization DTS), die adaptive Stangenspannung sowie die optimierte Zugänglichkeit und Ergonomie.

Nach der Bearbeitung der ersten Seite wird das Werkstück in das Spannsystem für die Rückseitenbearbeitung eingespannt und um 180° geneigt, sodass die Bearbeitung der zweiten Seite erfolgen kann. Die Fräseinheit für die Rückseitenbearbeitung basiert auf einer zweiten, integrierten 3-Achsen-Basis und verfügt über ein eigenes Werkzeugmagazin mit acht Positionen und integrierten Werkzeug- und Werkstückkontrollen. Wie beim Bearbeitungszentrum 701S ist die Werkzeugmagazinscheibe für ein schnelles Auswechseln konstruiert. Bloch betont: „Dies trägt zu schnellen Umrüstungen bei. Diese Flexibilität in Kombination mit der Simultanbearbeitung bringt wichtige Vorteile bei der Realisierung von mittleren und großen Serien, bewahrt aber auch die Eigenschaften und Vorteile für Kleinserien- und Prototypenfertigung. Unser Ziel war eine Maschine, die die Vorteile des Bearbeitungszentrums 408MT übernimmt und neue Maßstäbe bei der Produktivität setzt.“ Die Rückseitenbearbeitung bietet den unbestreitbaren Vorteil, zwei Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten, was aber auch ein sehr präzises Einspannen von Werkstück und Werkzeug voraussetzt. Zu diesem Zweck hat Willemin-Macodel ein Positionierungs- und Messsysteme integriert.

Das neue Bearbeitungszentrum 408MTS wurde mehrere Monate lang auf Herz und Nieren geprüft, um das Konzept bis an seine Grenzen auszuloten. „Wir haben unzählige Tests mit verschiedenen Fräs- und Drehbearbeitungen bei unterschiedlichen Materialien mit verschiedener Spänebildung sowohl in der Haupt- und Gegenbearbeitung durchgeführt. Dabei haben wir keinerlei Interferenzen zwischen der Vorder- und der Rückseitenbearbeitung feststellen können“, sagt der Verkaufs- und Marketingleiter. Die Späneabfuhr wurde bereits bei den ersten Überlegungen berücksichtigt. Die beiden Motorfrässpindeln arbeiten an separaten Stationen auf der linken und auf der rechten Seite der Maschine. Dies schließt Interferenzen aus und bietet viele Vorteile, unter anderem eine hervorragende Späneabfuhr, kein Kollisionsrisiko zwischen den beiden Einheiten, optimierte Bearbeitungsabläufe und ein optimales Vibrationsverhalten.

Angesichts der Werkstücktypologie versichert Willemin-Macodel eine schnelle Amortisation, denn gemäß dem Hersteller geht die Maschine mit einer Erweiterung der Produktpalette und des Marktes einher. Der Co-CEO führt weiter aus: „Wir wissen von konkreten Fällen, beispielsweise in der Uhren- und Schmuckindustrie oder der Medizintechnik, in denen die Produktivität erheblich gesteigert werden konnte.“ Das Bearbeitungszentrum 408MTS lässt sich mit diversen Peripheriegeräten und Optionen ergänzen, beispielsweise zum Laden von Stangen und Entladen von Werkstücken, zur Filterung oder zur Kontrolle während der Produktion. Damit will das Unternehmen aus Delémont seinen Teil dazu beitragen, dass seine Kunden komplexe Teile mit sehr hoher Wertschöpfung und maximaler Flexibilität produzieren können.

rk