Eine moderne CNC-Lösung zur Steuerung eines wegweisenden fünfachsigen Bearbeitungszentrums für Stein

ergamo, Italien, 19. April 2011 --- Ein speziell konfigurierter Spindelmotor und ein anwendungsspezifisches CNC-System von NUM haben OMAG bei der Entwicklung eines innovativen fünfachsigen Bearbeitungszentrums für Steinmaterialien geholfen, das die Funktionen einer Formscheibe mit denen einer Drehmaschine kombiniert.

Mit der OMAG Blade5 Maschine erreicht die Bearbeitung von Werkstücken aus Stein ein völlig neues Flexibilitätsniveau, denn die Maschine kann zum Sägen, Fräsen, Flächenschleifen, Drehen, bildhauerischen Gestalten und Polieren eingesetzt werden. Zu den wichtigsten Merkmalen der Maschine zählt der extrem leistungsstarke Spindelmotor mit seinem extrem hohen Maximaldrehmoment von 400 Nm.

Durch diesen Motor werden alle Aspekte der Steinbearbeitung beschleunigt. An der Maschine und ihrer großen Arbeitsfläche von 5 x 5 m können Formen und Profile jeglicher Art direkt aus CAD/CAM-Dateien hergestellt werden. Damit ist sie für die Herstellung von Einzelstücken ebenso gut geeignet wie für die Massenproduktion. Sie ist darüber hinaus mit einer Laser-Abtastoption ausgestattet, die eine Digitalisierung und nachfolgende Reproduktion filigraner Vorlagen ermöglicht, beispielsweise von Kunstwerken aus Stein.

Der Spindelmotor und das CNC-System für die fünf Positionierachsen der Maschine (die vollständig interpoliert sind) wurden ausnahmslos von NUM geliefert. Bereits seit über 20 Jahren gehört das Unternehmen zu den Technologiepartnern von OMAG.

Marco Battistotti von NUM Italien sagt dazu: „Die Bereitschaft zur partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit einem Konstrukteur von Sondermaschinen sowie zur gemeinsamen Übernahme des bei der Entwicklung von Spezialanwendungen und CNC-Lösungen generell bestehenden Risikos gehört zu den Kernelementen der Geschäftsphilosophie von NUM. Mit OMAG arbeiten wir insbesondere bei der technologischen Entwicklung neuer Maschinen eng zusammen."

Die OMAG Blade5 Maschine basiert auf einer großen, gantry-ähnlichen Brückenkonstruktion, die einen innovativen, mehrachsigen Maschinenkopf trägt. Die in der X- und Y-Ebene verlaufenden horizontalen Hauptachsen basieren auf linearen Führungen mit Kugelumlaufantrieben und Führungsblocks, die über rezirkulierende Kugellager montiert sind. Sie vereinen hohe Traglastkapazitäten mit einer reibungslosen, spielfreien Positionierung. Bei der größten Konfiguration der Blade5 haben beide Achsen eine Hublänge von bis zu 5 m, was eine enorme Bearbeitungsfläche von 25 m² ergibt. Die vertikale Z-Achse trägt den Maschinenkopf. Sie gleicht in ihrer technologischen Ausstattung den anderen Achsen und ist in der Lage, den Kopf 3 m über die Systembasis anzuheben, sodass auch die Aufnahme extrem großer Werkstücke aus Stein möglich ist. Der zu bearbeitende Stein kann entweder in einer festen Position auf einer 3,5 x 2 m großen Arbeitsfläche gehalten oder beim Drehen von einem entsprechenden Anbauteil gedreht werden.

Die Kopfspindel der Maschine kann die unterschiedlichsten Trenn- und Formwerkzeuge aufnehmen, darunter auch eine Diamant-Trennscheibe mit einem Durchmesser von bis zu 1,6 m. Der Kopf enthält zwei Positionierachsen, die es ermöglichen, dass die Spindel um bis zu 140 Grad in der Vertikalen geneigt und seitlich um enorme 380 Grad gedreht werden kann, was eine einzigartige Flexibilität des Prozesses ermöglicht.

Die X-, Y- und Z-Achse der Gantry sowie die dynamische Neigung und die seitliche Drehung des Maschinenkopfes werden von NUMDrive C Servoantrieben und bürstenlosen NUM BPX Motoren gesteuert. Alle fünf Achsen können vollständig interpoliert bewegt werden, und zwar unter der gemeinsamen Kontrolle eines NUM Axium Power CNC Systems.

Die vollständig digitalisierte Konfiguration der Steuerung trägt dazu bei, dass das Werkstück sehr exakt und wiederholbar bearbeitet wird. Die Koordinaten für den Trennprozess können als ISO-Dateien vom Host-PC der Maschine auf das Axium Power CNC-System heruntergeladen werden. Ein optionales Laser-Abtastsystem ermöglicht extrem genaue dreidimensionale Messungen am fertigen Werkstück (beispielsweise einer Statue), die abgerufen und in eine geeignete ISO-Datei konvertiert werden können, was eine präzise Reproduktion von Kunstwerken ermöglicht. Um ein höchstes Niveau der Oberflächenbearbeitung zu erreichen, hat OMAG ein spezielles Makro entwickelt, das die dynamischen Bewegungssteuerungsbefehle des Axium Power CNC Systems in Echtzeit auswertet und um eventuellen Werkzeugverschleiß korrigiert. Dadurch ist jederzeit ein optimaler Kontakt mit dem Werkstück gewährleistet.

Die Kopfspindel der Maschine wird von einem extrem leistungsstarken, flüssigkeitsgekühlten Synchronmotor angetrieben, der von NUM speziell für diese Anwendung entwickelt wurde. Rotor und Stator der Maschine werden von NUM als separate Komponenten geliefert und von OMAG in den Maschinenkopf integriert. Um eine maximale Steifigkeit zu erreichen, wird der Rotor dabei direkt mit der Spindel verbunden. Der von einem NUMDrive C und einer MDLL-Stromversorgung angetriebene Motor ist für eine Nenndauerleistung von 25 kW bei 2.000 U/min, eine maximale Drehzahl von 8.000 U/min sowie ein Drehmoment von 400 Nm ausgelegt.

Die von OMAG entwickelte, PC-basierte CAD/CAM-Software umfasst auch eine Bibliothek von Bearbeitungswerkzeugen, die der Bediener frei abrufen kann. Die eigentlichen Werkzeuge sind in einer Ablage an der Seite des Bearbeitungsbereichs untergebracht. Dazu gehören in der Regel Dreh- und Fräswerkzeuge sowie mindestens eine Trennscheibe. Der Werkzeugwechsel erfolgt vollautomatisch. Auf Anforderung des Bedieners parkt die Blade5 automatisch das eine Werkzeug, während es das andere in die Spindel einsetzt, deren konische Form dem Branchenstandard ISO 50 entspricht. Die MMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle) der Maschine ist hoch-intuitiv und umfasst einen bewegungsempfindlichen Monitor, eine Tastatur und zwei Joysticks, über die bei Bedarf manuelle Steuerbewegungen ausgeführt werden können.

Marco Battistotti betont: „Die OMAG Blade5 steht beispielhaft für die enge Zusammenarbeit zwischen Maschinenkonstrukteuren und NC-Spezialisten. Die verschiedenen Konfigurationen der Blade5 erweisen sich am Markt als außerordentlich erfolgreich."