CNC-multi's naar een nieuw niveau tillen

Een bezoek aan EMO zou bovenaan ieders lijst moeten staan ​​om de nieuwste verspaningstechnologie te zien. Het is een enorme productiebeurs, voor het laatst gehouden in september 2017 in Hannover, Duitsland. Voor productiemachines met meerdere assen was Hal 17, die gewijd is aan werktuigmachines met meerdere assen, een must voor alle liefhebbers van productiemachines, inclusief journalisten van over de hele wereld.

Ik nam voldoende tijd om deze enorme hal te verkennen en stopte bij de Schütte-stand, waar complexe gedraaide roterende onderdelen werden geproduceerd door droog te snijden op de nieuwste toevoeging van het bedrijf aan zijn machineportfolio, de AC10-36 multi. De nieuwe machine biedt acht spindels voor meer productiviteit voor onderdelen met een diameter tot 40 mm. Het trok mijn aandacht, niet vanwege de hoge complexiteit, maar vanwege de snelheid waarmee het onderdelen produceerde. Binnen drie seconden viel het complete onderdeel, inclusief bewerkingen aan de voor- en achterkant, uit de machine, klaar en klaar om naar de klant te worden verzonden.

Acht spindels maken het mogelijk. De AC10-36 van Schütte biedt acht spindels en maximaal twee tegenspillen voor backworking. “Voor de bewerking aan de achterkant, die een knelpunt kan zijn in de productie als er meerdere bewerkingen nodig zijn om het onderdeel met de tegenspil af te werken, biedt de AC10-36 twee tegenspillen die tegelijkertijd aan twee werkstukken kunnen werken, legt Wilfried Rupp, marketingmanager van Schütte uit. . “Als de beslissing is om dubbele backworking uit te voeren, hebben wij de oplossing. Er zijn acht kruisschuifposities beschikbaar, elk met de mogelijkheid om meerdere gereedschappen te hebben. Twee van de acht dwarssledes kunnen worden bewerkt voor het werken aan de hoofdspilposities of de tegenspindels voor gelijktijdige backworking. Wanneer de voorbewerkingen zijn voltooid, grijpen beide contraspilaren elk een onderdeel van positie zeven en acht en worden twee delen tegelijkertijd voltooid.

En dat is het geheim achter de cyclustijd van 3 seconden voor het onderdeel dat op de stand van het bedrijf wordt gedemonstreerd. Na verschillende bewerkingen op de hoofdspindels, waaronder het draaien van binnen- en buitendiameters, profieldraaien, groeven en boren, wordt het onderdeel overgebracht naar de tegenspillen voor bewerkingen aan de achterkant.

Hightech ontmoet traditioneel ontwerp

Hoewel de technologie met acht assen niets nieuws is, biedt Schütte al vele jaren acht assen aan op de machines uit de G- en PC-serie met meerdere assen. De ACX-machine, die nu wereldwijd verkrijgbaar is, is het resultaat van de voortdurende ontwikkelingen van de Generation SCX CNC zes-assige, multi-spindel automatische draaibanken van het bedrijf, geïntroduceerd in 2006. Voor meer informatie bezocht ik het hoofdkantoor van Schütte in Keulen, Duitsland, om ervaar de machine uit de eerste hand in productie.

Het familiebedrijf, opgericht in 1880, produceert vanaf 1937 automatische draaibanken met meerdere assen. In 1940 wordt de eerste meerassige automaat met een onafhankelijk geregelde langsslede gebouwd - een principe dat later bekend zal worden als het "Schütte Design". Het Schütte-ontwerp omvat een gesplitste opstelling van de bewerkingseenheden voor langs- en kruisbewerking op twee machinestandaards, legt onze gastheer, de heer Rupp, uit. De spindel en aandrijfkop zijn gemonteerd op een torsie- en trillingsbestendige machinebasis van minerale gietmassa en verbonden door een robuuste langsdraagbalk. Hierdoor ontstaat een closed-loop raamwerk dat een optimale krachtverdeling en een hoge mate van stijfheid garandeert. Dit ontwerp geeft de machine een hoge mate van stabiliteit, wat niet in de laatste plaats tot uiting komt in een hoog afnamevermogen.

Een ander kenmerk van meerspillige automaten van Schütte is het 'Schütte-Block'. "Dit geeft onze langsgeleidingen een hoge mate van nauwkeurigheid en duurzaamheid en maakt geavanceerde boorbewerkingen mogelijk". Vaak vragen klanten die niet zo bekend zijn met onze machines, bijvoorbeeld die in China, waarom het bedrijf voor dit specifieke ontwerp heeft gekozen. Het antwoord is dat het een traditioneel, bewezen ontwerp is dat Schütte-machines een ongeëvenaarde nauwkeurigheid geeft en zeer gewaardeerd wordt door klanten, zegt de heer Rupp.

Naarmate de tijd verstreek, weerspiegelde de industriële productie de behoefte aan complexere werkstukken in kleinere batches, kortere levenscycli en een zeer concurrerende omgeving. Deze behoeften waren voor het bedrijf gericht op de ontwikkeling van de SCX-serie van zes spindel CNC-machines met meerdere spindels. In de SCX-serie machines is alles dat niet direct verband houdt met de productie van het werkstuk uit het bewerkingsgebied verwijderd. Er bevinden zich geen koelvloeistof, smeerleidingen of kabels in de werkzone om spanen op te vangen. Daarnaast zijn de dwars- en langsgeleidingen voorzien van standaard gereedschapsunits, elk met de mogelijkheid om meerdere gereedschappen vast te houden. Deze verwisselbare eenheden kunnen eenheden omvatten voor draaien, boren, frezen, tandwielhobbing, sferisch en polygoon draaien of de meeste andere aangedreven of stationaire behoeften.

Waarom heeft het 10 jaar geduurd om een ​​acht-spindel variant van de succesvolle CNC automatische multi-spindel draaibank SCX-serie van het bedrijf op de markt te brengen? De heer Rupp legt het als volgt uit:“Een machine met acht assen is veel complexer dan een machine met zes assen. U moet maar liefst 85 assen programmeren en besturen, wat alleen mogelijk is met een drievoudige NCU in de Siemens 840D Solution Line-serie. Tegelijkertijd moet je dezelfde gebruiksvriendelijke operatorinterface bieden die onze klanten gewend zijn.”

De configuratie, bediening en programmering van de CNC ACX-machines worden uitgevoerd met behulp van de door Schütte ontwikkelde SICS-gebruikersinterface. Hij is optimaal afgestemd op het functiebereik van de meerspillige automatische ACX. SICS biedt operators de respectievelijke vooraf gedefinieerde invoer- en bedieningsmenu's voor hun taken. De coördinatie en distributie van de gegevens naar de afzonderlijke besturingssystemen en kanalen lopen op de achtergrond en zijn niet zichtbaar voor de gebruiker.

Het materiaal wordt meestal aangevoerd naar de ACX-machine in de vorm van staafmateriaal met een diameter tot wel 42 mm. Als alternatief voor barstock is een geautomatiseerde aanvoer van plano's of halffabrikaten via afzonderlijke invoerinrichtingen mogelijk. De afgewerkte onderdelen verlaten de machine afhankelijk van de wensen van de klant via een stortkoker, afvoerband of worden georiënteerd op pallets gedeponeerd. Reinigings- en meetstations kunnen worden geconfigureerd volgens de respectieve werkstukvereisten en worden geïntegreerd in het bewerkingssysteem voor afgewerkte onderdelen.

Het voordeel van acht assen

De ACX-machines zijn ontworpen voor volledige bewerking:de voor- en achterkant van het werkstuk worden in één cyclus voltooid. Van doorslaggevend belang is het mogelijke gelijktijdige werk van acht hoofdspindels en maximaal twee tegenspindels, legt de heer Rupp uit. Alle spindels zijn uitgerust met vloeistofgekoelde directe aandrijvingen - waardoor de thermische groei in de spindeldrager tot een minimum wordt beperkt - die onafhankelijk van elkaar vrij instelbare spindelsnelheden mogelijk maken. Met een koppel van 85 Nm onderscheiden ze zich door een bijzonder hoge dynamiek en tractie.

De machine kan worden gebruikt als een machine met acht assen voor gecompliceerde onderdelen die uitgebreide bewerking vereisen, of als een dubbele machine met vier assen, waarbij ze feitelijk als twee machines werkt die tegelijkertijd op één platform samenwerken. Elke seconde heeft een gereedschapstation altijd gelijktijdig toegang tot hetzelfde gereedschap. Door de dubbele bewerking met vier assen worden per trommelrotatie twee afgewerkte onderdelen door de machine geproduceerd. Bij dubbele bewerking aan de achterkant zijn er acht spilposities beschikbaar voor bewerking aan de voorkant van het werkstuk en twee spilposities voor bewerking aan de achterkant, en ze werken allemaal tegelijkertijd.

Verdere productiviteitsverhogingen kunnen worden bereikt met optioneel verkrijgbare extra sledes in de posities zeven en acht in de half-uit-positie. "Deze functie stelt de gebruiker in staat om zowel een extra bewerking aan de achterkant als gelijktijdige pre-part-off van een vervolgwerkstuk te implementeren tijdens de bewerking aan de achterkant van het werkstuk", zegt de heer Rupp.

Bewerkingseenheden

De basisconstructie van de AC10-36 volgt het klassieke concept van de nokkengestuurde automaat, waarbij acht spindels indexeren in een nauwkeurig gemaakte spindeltrommel die met grote herhaalbaarheid is vergrendeld door een robuuste Hirth-koppeling. De dwarssleden voor OD-bewerking maken bewerking in de X-, Z- en Y-as op posities één tot en met acht mogelijk. De slede van de X-as beweegt radiaal naar de middellijn van de spil op lineaire geleidingen. De beweging op de Z-as maakt gebruik van een hydrostatisch schachtontwerp dat evenwijdig loopt aan de middellijn van de spil en onder een hoek van 90 graden door de drager van de X-as gaat. Beide assen worden elektromechanisch aangedreven. Met behulp van interpolatie maken deze X-Z contourbewegingen mogelijk op alle acht stations.

De modulaire gereedschapsrevolver met dwarsslede kan een of meer gereedschappen in de snede brengen op elk van de acht stations, waardoor het aantal gereedschappen dat op elk willekeurig station kan worden gebruikt, mogelijk kan worden vermenigvuldigd. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om meerdere bewerkingen uit te voeren op een enkel station of biedt de mogelijkheid om redundante tools te gebruiken voor onbeheerde bewerkingen.

Elke dwarsslede kan ook Y-as bewerkingsmogelijkheden bieden. Naast de lineaire beweging kan de Z-as zwenkbaar worden gemaakt. Door deze beweging kan een tweede of derde gereedschap of meer gereedschappen op het werkstuk worden geplaatst. Het maakt ook Y-as frezen mogelijk door interpolatie tussen de lineaire X-as en de roterende C-as.

De Hirth-koppeling wordt gebruikt om op verschillende manieren geconfigureerde torentjes te accepteren die snijgereedschappen dragen die voor een bepaald station worden gebruikt. Net als bij de SCX-serie, omvatten de ACX-standaardrevolvers apparaten voor (excentrisch) boren, diepgatboren, draadsnijden, hoekboren, kruisboren, contourfrezen, tandwieluitholling en meersnijkantdraaien, sferisch en polygoondraaien (kruis) en dwarssledes (eindbewerking) voor aangedreven en stationaire gereedschappen. Essentieel belangrijk:alle eenheden kunnen onafhankelijk van elkaar in elke spilpositie worden gebruikt.

Door de standaard aansluiting kan elke turret op elke dwarsslede worden geplaatst. Dit modulaire ontwerp is geschikt voor zowel stationaire als aangedreven gereedschappen. Voor aangedreven gereedschappen is een integrale motor gemonteerd in de Z-as schacht en genereert 8500 rpm. Koelmiddelleidingen worden ook door de schacht geleid, waardoor de werkzone vrij blijft. Via het gereedschap is koelvloeistof tot 100 bar beschikbaar.

De kruis- en langsgeleidingsrevolvers maken gebruik van HSK- of Capto-snijgereedschaphouders voor solide opspanning en snelle omschakeling. Standaard en nauwkeurige snijgereedschap-interfaces moedigen het gebruik van offline gereedschapsvoorinstellingen aan om gereedschapswisselingen in de machine te versnellen.

Gratis toegankelijk bewerkingsgebied

Om de omschakeling mogelijk te maken, werd alles dat niet direct verband hield met het bewerken van onderdelen uit het werkgebied van de machine verwijderd. Het omsloten snijgebied bevat geen aandrijfcomponenten of geleidingen, smeer- of koelmiddelleidingen of bedrading. Het is een schone werkzone die de toegang voor het snel wisselen van gereedschap beter vergemakkelijkt en een goede spaanafvoer mogelijk maakt. De open en schone werkzone geeft de gebruiker ook de vrijheid om verschillende bewerkingsconfiguraties toe te voegen of te verwijderen.

"In het geval van spaanophoping zijn er geen obstakels in het materiaalverwijderingsgebied als gevolg van schuiven, aandrijfhulpstukken, kabels of leidingen", legt de heer Rupp uit. “Het risico van beschadiging of vernieling van kabels of slangen door hete spanen of tijdens het instellen van de machine bestaat niet meer. Ook chipsnesten behoren tot het verleden. Dit verbetert duidelijk de betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de opzetstukken en vermindert aanzienlijk de onproductieve tijden die nodig zijn om spanen en spanennesten te verwijderen. Voor veel winkels is dit van onschatbare waarde, omdat een betrouwbare automatische werking alleen kan worden bereikt als het probleem van de spaanafvoer is opgelost. En dat allemaal in de wetenschap dat steeds vaker moeilijk te verspanen materialen worden gebruikt. Dit is niet alleen een echte uitdaging met betrekking tot de machinecapaciteit, maar ook met betrekking tot de spanen, die vaak lang en dus moeilijk te lossen zijn. De opstelling van aandrijf- en geleidingssystemen buiten het bewerkingsgebied voorkomt ook effectief vervuiling van deze kritische elementen en neemt zo het gevaar van voortijdige slijtage weg.”

De ACX-serie van Schütte is beschikbaar voor wereldwijde distributie. Het ontwerp met acht assen voorziet in de behoefte aan flexibele productie met een lager volume en een hogere mix die steeds vaker wordt aangetroffen in metaalbewerkingswerkplaatsen. Bovendien vervult de acht-spindel ook de behoeften voor productie van grote volumes met behulp van zijn extra bewerkingsmogelijkheden voor complexe onderdelen.