Produktivitätssteigerung von Abläng- und Endenbearbeitungsmaschinen durch schnelles CNC-System

Mehrachsensteuerung ermöglicht raschen Wechsel der Fertigungsprozesse

Montebello Vicentino, Italien, 12. Juli 2011 --- Mithilfe eines fortschrittlichen anwendungsspezifischen CNC-Systems von NUM konnte der Werkzeugmaschinenhersteller Sinico eine vollautomatische 9-achsige Abläng- und Endenbearbeitungsmaschine mit Schaltteller für die Großserien-Teilefertigung aus Metallstangen und -rohren entwickeln. Diese neue Maschine ist erheblich schneller als die Sinico-Maschine der vorherigen Generation, was zum Teil der hohen Geschwindigkeit des CNC-Systems zu verdanken ist.

Bei der neuen Maschine TOP 2000ri von Sinico handelt es sich um das neueste Modell in einer langen Reihe von flexiblen Zerspanungsmaschinen, die von Herstellern weltweit für eine breite Palette von Prozessen - wie Schneiden, Plandrehen, Abfasen, Bohren, Zentrieren, Drehen, Ausbohren, Gewindeschneiden, Gewindebohren und Fräsen - eingesetzt werden. Darüber hinaus führen die Maschinen auch Formungsvorgänge - wie Aufweiten, Abschrägen, Walzen, Pressen, Anreißen und Rändeln - aus. Die Maschinen werden von den Herstellern für einen außergewöhnlich breiten Anwendungsbereich eingesetzt, wozu Hydraulikbaugruppen, Elektromotoren, Industrieketten, Baugruppen zur Kraftübertragung, Erdbaumaschinen und Autoteile wie auch die Fertigung von Zulieferteilen gehören.

Die Leistungsfähigkeit der neuen TOP 2000ri von Sinico ist beeindruckend - das Laden und Einrichten der unbearbeiteten Stangen oder Rohre nimmt insgesamt lediglich 9 Sekunden in Anspruch. Bei Maschinen der vorherigen Generation waren dies noch 21 Sekunden, und da dieser Vorgang während eines Produktionslaufs viele Male wiederholt wird, ergibt sich daraus ein bedeutend höherer Durchsatz. Die Maschine ist in der Lage, Rohrmaterial mit einem Durchmesser von 8 bis 120 mm und Vollmaterial mit einem Durchmesser von 8 bis 80 mm zu bearbeiten. Die Länge des Materials kann bis zu 6,5 m betragen, während die gefertigten Teile bis zu 640 mm lang sein können. Dank dieser Merkmale, gemeinsam mit den schnellen Wechselmöglichkeiten, steht mit dieser Maschine den Herstellern, die eine breite Palette verschiedener Teile fertigen, eine äußerst flexible Lösung zur Verfügung.

Sinico hat NUM-CNC-Systeme an einer Reihe von Maschinen eingesetzt, und die beiden Unternehmen können bereits auf eine längere Zusammenarbeit bei der Entwicklung neuer Schneid- und Formungsverfahren zurückblicken. Im vorliegenden Fall hat sich Sinico hinsichtlich der gesamten Bewegungssteuerung der TOP 2000ri für NUM-Geräte entschieden. Dafür gab es zwei Hauptgründe: Erstens wurden die Flexibilität und die Mehrachsenfunktionen des Flexium 68 CNC-Systems der neuen Generation von NUM benötigt, um dem hohen Durchsatz und den schnellen Wechselmöglichkeiten der Maschine zu entsprechen. Zweitens wollte das Unternehmen die Zusammenarbeit mit einem Partner fortsetzen, der sich bei der gemeinsamen Sortwareentwicklung als ansprechbar und agil erwiesen hat.

Auch sämtliche Stromversorgungen, Antriebe und Motoren - einschließlich fünf Hochleistungs-Spindelmotoren - wurden von NUM bereitgestellt. Der Haupt-Schaltteller der TOP 2000ri, auf den das abgelängte Material aufgespannt und an die Endenbearbeitung übergeben wird, wird von einem großen, bürstenlosen NUM-BPH-Motor mit einem Drehmoment von 36 Nm angetrieben. Diese schnelle Baugruppe versorgt bis zu vier Arbeitsstationen nacheinander, wobei 90-Grad-Bewegungen in weniger als 0,4 Sekunden ausgeführt werden. In der Endenbearbeitung setzt die Maschine fünf Asynchron-Spindelmotoren der Serie AMS mit je 9 kW sowie acht weitere bürstenlose NUM-Motoren für verschiedene Positionssteuerungsfunktionen ein.

Der Steuerungsteil enthält sieben Antriebsverstärker des Typs NUMDrive C in Einachsenausführung - sechs mit 130 A und einen mit 14 A Stromaufnahme. Darüber hinaus sind drei NUMDrive-C-Antriebsverstärker in Zweiachsenausführung mit 50 A Stromaufnahme integriert. Die Versorgung der Antriebsverstärker erfolgt mittels einer regenerativen, geregelten 120-kW-Stromversorgung von NUM mit einer Hilfsstromversorgung. Die gesamte Steuerung der Maschine wird vom neuen Flexium 68 CNC-System von NUM übernommen.

Die anwendungsspezifische Software für das Flexium CNC-System wurde von NUM in Zusammenarbeit mit Sinico entwickelt; die Grundlage bildete das Hardwarehersteller-übergreifende IEC 61131-Programmiersystem CoDeSys. Dieser Ansatz befähigte die Ingenieure zum problemlosen Austausch bei der Entwicklung. Die anwendungsspezifische Bedienoberfläche nutzt ein Bedienpult des Typs NUM FS152i P2 mit Touchscreen und integriertem Industrie-PC, gemeinsam mit einer individuellen Tastatur und einem Handrad zur einfachen, schnellen Parametereinstellung. Der Code für die Bedienoberfläche wurde von Sinico entwickelt, wobei Standard Visual Basic verwendet wurde, um Unterprogramme aus den von NUM bereitgestellten Bibliotheken aufzurufen.

Der gesamte Prozessablauf der TOP 2000ri wird durch Flexium CNC - den fortschrittlichen neuen CNC-Kern von NUM - synchronisiert. Dieser ist mehr als vier Mal leistungsfähiger als die schnellste Version der bekannten Axium-Steuerung von NUM, die viele Jahre lang eine verbreitete Lösung für Werkzeugmaschinensteuerungen war. Die Bedienoberfläche ist speziell darauf ausgerichtet, dem Maschinenbediener eine klare Abbildung jeder Fertigungsstufe zu geben, sodass er sich problemlos mit dem gesamten Prozess vertraut machen kann. Eine große Zahl unterschiedlicher Einstellparameter kann gespeichert und jederzeit abgerufen werden, wodurch sich ein Wechsel des zu fertigenden Teils in sehr kurzer Zeit ausführen lässt. Dadurch wird die Stillstandzeit der Maschine minimiert und ihre Gesamtproduktivität maximiert.

Bei der TOP 2000ri findet das patentierte AVTC-System Anwendung, das den Vorschub ständig an die Bearbeitungsstufe der Maschine anpasst, sodass immer eine konstante Materialmenge abgetragen wird. Die Software generiert automatisch ein ISO-Programm für die ideale Schneidgeschwindigkeitskurve, die von den Abmessungen der bearbeiteten Stange und der vorgegebenen Form abhängt. Dies bringt die Bearbeitungszeiten auf das absolute Minimum und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer des Sägeblatts bei.

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