«Compact5» von Benzinger Produktiv hochgenau fertigen bei minimiertem Platzbedarf

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Auf nur 1,4 m² Stellfläche verwirklichen aktuell erstmals vorgestellte 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» von Benzinger eine vollständig automatisierte, hoch produktive und effiziente Fertigung für Uhren und Schmuck.

Neben Energie und Rohstoffen verursachen Stellflächen in Fertigungsstätten inzwischen hohe Kosten. Deshalb haben die Experten bei der Carl Benzinger GmbH, Hersteller hochwertiger Präzisiondreh- und Fräszentren, die besonders kompakten 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe «Compact5» entwickelt. Auf nur 1,4 m² Grundfläche lassen sich mit ihnen kleine, komplexe Bauteile flexibel vom Einzelstück bis zu mittleren Serien vollständig automatisiert bearbeiten. Dies betrifft insbesondere Komponenten für Schmuck und Uhren sowie für die Medizintechnik und Feinmechanik. Sogar Diamanten und Edelsteine können die 5-Achs-Maschinen auf Uhrengehäusen und Schmuck im automatisierten Fertigungsablauf korrekt orientieren, setzen und fassen.

Dazu sagt Marcel Elsässer, Geschäftsführer bei Benzinger in Pforzheim: «Mit den Bearbeitungszentren ‹Compact5› haben wir in unserem 110. Jubiläumsjahr erstmals in äusserst kompakter Bauweise steife und hochgenaue Maschinen mit hoher Antriebsleistung und vollständig integrierter Automation verwirklicht. In ihren Merkmalen und ihrer Leistung sind sie bewährten, aber deutlich grösseren Maschinen – zum Beispiel unserer ‹5@Work›, ebenbürtig. Allerdings erfordern sie wegen des sehr kompakten, hoch integrierten Aufbaus nur minimale Stellfläche.»

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Produktiv durch hohe Leistung

Um wirtschaftlich und produktiv zu fertigen, sind die 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» mit industriellen, wassergekühlten Hauptspindeln ausgestattet. Diese verfügen über 6,2 kW Antriebsleistung bei bis 50 000 min^-1 Drehzahl. Werkzeuge nehmen sie in steifen, robusten und industriell bewährten Aufnahmen HSK-E25 auf. In letzteren können Werkzeuge wahlweise mechanisch (Spannzangen, Weldon) oder thermisch (Schrumpffutter) gespannt werden. Somit lässt sich die volle Antriebsleistung nutzen, um auch schwierige Werkstoffe, beispielsweise Titan, Edelstahl und Keramik effizient zu bearbeiten.

Auch die Führungen und die Antriebe der Schwenk- und Vorschubachsen sind entsprechend industriellen Kriterien ausgeführt. Das trägt wesentlich dazu bei, dass die kompakten 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» zuverlässig und prozesssicher über sehr lange Zeiträume produktiv arbeiten können.

Integration minimiert Platzbedarf

Als herausragender Vorteil der Maschinen «Compact5» erweist sich der hohe Integrationsgrad. Sämtliche zum automatisierten und unbeaufsichtigten Fertigen benötigten Komponenten befinden sich innerhalb der Umhausung. Das betrifft zum einen den Werkstückspeicher mit insgesamt 64 Positionen. Er ist als Karussel rund um die Z-Achs-Säule ausgeführt. Auf universellen und standardisierten Trägerpaletten nimmt er Werkstücke – Rohlinge und fertig bearbeitete Bauteile – im chaotischen Mix auf. Für Rohlinge und Werkstücke optimal passend fertigt Benzinger im 3D-Druck-Verfahren individuell abgestimmte Ablagen. Mit der Option «Fassen von Edelsteinen» werden auch die bewährten Edelstein-Magazine in der Maschine aufgenommen und transportiert. Neben diesen und den Werkstückträgern bevorratet das Magazin auch Spanneinheiten, beispielsweise Nullpunktspannsysteme und unterschiedliche Spannzangen, die ebenfalls vollautomatisch ein- und ausgewechselt werden.

Mit einem Greifer werden die Werkstücke und Spannsysteme aus dem Magazin entnommen und der Bearbeitungsspindel zugeführt. In der Bearbeitungsspindel auf dem Rund-Schwenktisch werden zu bearbeitende Bauteile über ein Nullpunktspannsystem wahlweise in Zug- oder Druckspannzangen, Backenfuttern oder Spannstöcken zuverlässig aufgespannt. Alternativ können die 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» auch von der Stange (bis 14 mm Durchmesser und maximal 145 mm lang) fertigen. Letzteres erweist sich vor allem bei Schmuck, zum Beispiel bei Anhängern für Halsketten, als besonders vorteilhaft. Abhängig von Werkstückgeometrien fertigen die 5-Achs-Bearbeitungszentren von Benzinger unbeaufsichtigt über mehrere Schichten bedienerlos.

Dazu trägt auch das Werkzeugwechselmagazin mit insgesamt 70 Positionen bei. Daraus wechseln die Maschinen «Compact5» jeweils erforderliche Werkzeuge selbsttätig ein. Für minimale Nebenzeiten sorgt, dass das Werkzeugmagazin bereits während der Bearbeitung auf die Wechselposition für das einzuwechselnde Werkzeug positioniert.

Um Rüst- und Stillstandszeiten zu minimieren, haben die Experten bei Benzinger zusätzlich einen Werkstück- und Werkzeugwechsel verwirklicht, der parallel zur Hauptzeit ausgeführt wird. Über eine schliessbare Öffnung in der Umhausung können Bediener hauptzeitparallel Werkstücke und Werkzeuge in den jeweiligen Magazinen wechseln.

Höchste Präzision

Zu Genauigkeit und Stabilität der innovativen 5-Achs-Bearbeitungszentren erläutert Sascha Jentner, Anwendungstechnik & Technischer Vertrieb Schmuckmaschinen bei Benzinger: «Unsere neuen 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» sind mit den gleichen, soliden und industriell bewährten Komponenten aufgebaut wie unsere bisherigen Präzisionsmaschinen. Somit können wir gewährleisten, dass die kompakten Maschinen über viele Jahre auf höchste Genauigkeit fertigen. Das bedeutet, dass sie auch kleine Werkstücke mit nur wenigen Millimeter Durchmesser oder Kantenlängen auf Toleranzen im Bereich IT 5 bearbeiten können.»

Zum prozesssicheren Fertigen auf höchste Genauigkeit sind die 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» zudem mit einem Laser-Messsystem ausgestattet. Nach dem Einwechseln von Werkzeugen misst und verifiziert es die Werkzeuggeometrien und -abmessungen und erkennt auch Werkzeugbruch. Speziell bei Werkzeugen kleinster Durchmesser erweist sich das als unabdingbar. Es vermeidet, aufgrund ungenauer oder gar beschädigter Werkzeuge Ausschuss zu fertigen. Beim Bearbeiten von Uhrenkomponenten und Schmuck aus hochwertigen, kostenintensiven Metallen trägt das wesentlich dazu bei, Kosten und Verzögerungen beim Bearbeiten zu vermeiden.

Digital vernetzbar

Damit Fertigungsbetriebe nicht nur prozesssicher und bedienerlos, sondern auch nach dem Konzept Industrie 4.0 in einer Smart Factory arbeiten können, sind die 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» von Benzinger mit aktueller Steuerungstechnik optimal vorbereitet. Sie verfügen über Schnittstellen nach Standard OPC-UA. Somit lassen sie sich problemlos mit übergeordneten Planungs- und Steuerungssystemen und anderen Maschinen vernetzen.

«Mit einer Investition in unsere kompakten, in Bezug auf Antriebs- und Steuerungstechnik sowie Mechanik auf dem aktuellen Stand der Technik ausgeführten 5-Achs-Bearbeitungszentren «Compact5» rüsten sich Fertigungsbetriebe optimal und zukunftssicher für wirtschaftliches und effizientes Fertigen von Uhrengehäusen und Schmuck», fasst Marcel Elsässer die Vorteile der Präzisionsmaschinen von Benzinger zusammen.

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