Stabilität, Positioniergenauigkeit und Steifigkeit

B-Achs-Frässpindel für maximierte Produktivität

| Autor / Redakteur: Peter Klingauf / Anne Richter

Die formschlüssige Klemmung der B-Achs-Frässpindel von Weiss ermöglicht es, während des Drehens die volle Maschinenleistung der Hyperturn 100 Powermill zu nutzen.
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Die formschlüssige Klemmung der B-Achs-Frässpindel von Weiss ermöglicht es, während des Drehens die volle Maschinenleistung der Hyperturn 100 Powermill zu nutzen. (Bild: Emco)

Um die hohe Leistungsfähigkeit seiner flexiblen Dreh-Fräs-Bearbeitungszentren Hyperturn 100 und 200 optimal auf das Werkstück übertragen zu können, setzt der Maschinenbauer Emco auf eine kombinierte B-Achs-Frässpindel der Siemens-Tochter Weiss Spindeltechnologie.

Fertigungsbetriebe, die in anspruchsvollen Branchen bestehen wollen, brauchen leistungsstarke, präzise und flexible Werkzeugmaschinen. Um diese Erwartungen bestmöglich zu erfüllen, hat Emco viel Dreh- und Fräs-Know-how in seine Kombizentren der Hyperturn-Baureihe gesteckt. Dementsprechend hat sich die seit 2015 am Markt befindliche Hyperturn 200 bereits bei zahlreichen Unternehmen unterschiedlicher Branchen etabliert. Einzig – nicht immer sind die zu bearbeitenden Werkstücke 6000 mm lang und haben 1000 mm Durchmesser, wie das bei dieser Maschine möglich ist. So wurde bei einigen Kunden der Wunsch nach einer kompakteren Maschine mit ähnlichen Merkmalen laut.

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Kompaktes Dreh-Fräszentrum mit hoher Leistung und Steifigkeit

Bei den Emco Entwicklern stiessen die Anregungen auf offene Ohren, und so konzipierten sie mit der Hyperturn 100 Powermill ein kompakteres Dreh-Fräszentrum für Werkstücke mit bis zu 3100 mm Länge und 720 mm Durchmesser. Gabriele Mocchetti, Leiter Technik bei Emco Italia, erläutert: «Seit Mitte 2018 haben wir diese moderne Kombimaschine auf dem Markt und ermöglichen damit zahlreichen Fertigungsbetrieben eine noch produktivere und wirtschaftlichere Bearbeitung. Besonders positive Rückmeldungen haben wir von Unternehmen der Luft-/Raumfahrt, Energietechnik und Hydraulikbranche bekommen.»

Entscheidend dafür sind zahlreiche innovative Details wie zum Beispiel die sogenannte Doppelmotoreinheit, die die Haupt- und Sekundärdrehspindel als eine elektronische Master/Slave-Konfiguration verbindet. Auf diese Weise wird «elektrisches Spiel» während der Bearbeitung vermieden. Ähnlich interessant ist der mechanische Aufbau der Fräseinheit, die einer Fahrständerfräsmaschine ähnelt und so zur hohen Steifigkeit bei Bearbeitungsvorgängen wie dem Konturfräsen mit B-Achsen beiträgt.

Frässpindel mit B-Achse von zentraler Bedeutung

Als weitere zentrale Schlüsselkomponente der neuen Maschine wird häufig die von Ingenieuren der Weiss Spindeltechnologie GmbH, Maroldsweisach, entwickelte Motor-Frässpindel mit B-Achse genannt. Die Siemens-Tochter hatte sich bereits bei der grossen Hyperturn 200 als Lieferant durchgesetzt und war nicht zuletzt deshalb auch bei der kleineren Hyperturn-Variante in der engen Auswahl. «Die positiven Erfahrungen stimmten uns von vorne herein zuversichtlich. Tatsächlich konnte sich Weiss mit seiner Lösung wieder durchsetzen, und wir sehen aus heutiger Sicht das Vertrauen rundum bestätigt», freut sich Gabriele Mocchetti. So gelang es beispielsweise, die Bauform trotz hoher Leistung sehr kompakt zu halten. Dadurch haben die eingesetzten Werkzeuge einen kurzen Abstand zur Lagerung und damit eine hohe Steifigkeit. Zudem erlaubt die minimale Störkontur der Einheit einen maximalen Bearbeitungsraum für die Werkstücke. Je nach Endkundenbedarf lassen sich – bei gleichbleibender B-Achse sowohl HSK als auch Capto als Werkzeugschnittstelle integrieren. Ebenso flexibel können Fertigungsbetriebe das weite Drehmoment-Spektrum (bis zu 160Nm) und den grossen Drehzahlbereich (bis zu 12 000min-1) der Frässpindel nutzen.

Als klaren Pluspunkt der Weiss-Spindel nennen die italienischen Entwickler von Emco darüber hinaus den in der B-Achse integrierten Siemens-Torquemotor, der ein Drehmoment von 878 Nm bereithält und ideal in das gesamte Antriebssystem passt. Denn schliesslich kommen in den modernen Kombizentren neben den Motoren auch Umrichter und Steuerung von Siemens, was für eine optimale Abstimmung der Komponenten beste Voraussetzungen bietet. Gabriele Mocchetti führt aber noch einen weiteren Vorteil an, den kaum ein anderer Motorspindel-Anbieter in diesem Umfang bieten kann: «Unsere Kunden sind auf der ganzen Welt aktiv, daher ist ein international gut funktionierender Service enorm wichtig. Mit Weiss haben wir zugleich den Weltkonzern Siemens an unserer Seite und dank der zahlreichen Siemens-Weiss-Service-Standorte können wir unseren Kunden bei etwaigen Problemen mit der Frässpindel oder anderen Antriebskomponenten überall sehr gute Unterstützung gewährleisten.»

Formschlüssige Klemmung ermöglicht maximale Drehleistung

Zu den grössten technischen Herausforderungen bei dieser B-Achs-Frässpindel zählte die Integration der richtigen Klemmung. Weiss-Vertriebsingenieurin Kerstin Frey erklärt: «Wir verwenden für die Hyperturn 100 eine besonders zuverlässige Lösung, die es ermöglicht, die volle Maschinenleistung während des Drehens zu nutzen und die Werkstücke mit hoher Präzision zu fertigen.» Bei der eingesetzten Klemmung handelt es sich um eine formschlüssige Variante, die ein Haltemoment von 6000 Nm zur Verfügung stellt. So lässt sich eine deutlich höhere Steifigkeit erzielen, als das mit allen anderen Klemmlösungen möglich wäre. Dabei lässt sich der Winkel, in dem die B-Achse arretiert werden soll, in 2,5°-Schritten bedarfsgerecht einstellen. «Und natürlich haben wir auch eine Sicherheitsklemmung integriert, die unsere Spindel bei Stromausfall zuverlässig hält», ergänzt Kerstin Frey. SMM

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