Universeller Einsatz Höhere Performance in der 5-Achs-Bearbeitung

Redakteur: Anne Richter

Auf der virtuellen Messe V-Con hat Heller eine neue Generation des 5-Achs-Bearbeitungszentrums HF vorgestellt. Zu den wesentlichen Änderungen zählen neue Arbeitseinheiten mit höherer Performance. Optional kann ein zweiter Antrieb in der Z-Achse eingesetzt werden.

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Arbeitsinnenraum der neuen HF3500 von Heller.
Arbeitsinnenraum der neuen HF3500 von Heller.
(Bild: Heller)

Im Rahmen der virtuellen Messe V-Con 2020 hat Heller im November die brandneue Generation des 5-Achs-Bearbeitungszentrums HF präsentiert. Die horizontalen 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe HF mit der fünften Achse im Werkstück stellte Heller erstmals 2016 vor. In Verbindung mit hoher Dynamik und deutlich reduzierten Nebenzeiten sowie dem Alleinstellungsmerkmal AB-Kinematik in Kombination mit dem Gegenlager überzeugt diese Baureihe mittlerweile seit Jahren in der Praxis. Heller sieht den Einsatz der ersten Generation dieser Baureihe, meist mit Palettenwechsler geordert, überwiegend bei mittleren Losgrössen in der Serienproduktion sowie im produktiven Bereich – eine Positionierung, die Heller mit der Entwicklung der zweiten Generation nun erweitert. Das Ziel ist ein noch universellerer Einsatz auch in der Einzelteilfertigung, verbunden mit den traditionellen Heller-Qualitäten wie Produktivität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Zu den wesentlichen Änderungen in der zweiten Generation zählen neue Arbeitseinheiten mit noch höherer Performance sowie der optionale Einsatz eines zweiten Antriebs in der Z-Achse.

Neu entwickelte HSU-Spindeln: robuster und bessere Performance

Ein wesentlicher Bestandteil der zweiten Genera­tion der HF-Baureihe sind die neuen Arbeitseinheiten, denn zahlreiche Bearbeitungsversuche bei Heller haben gezeigt, dass der Umstieg von den bisher eingesetzten Motorspindeln auf die neu entwickelten Heller Spindle Units (HSU) im Inline-­Design enorme Vorteile bringt. Diese Spindeln sind absolut «made by Heller» und werden auf eigenen hoch­genauen Fertigungslinien hergestellt. Das Prinzip der Inline-Spindel ist eine Weiterentwicklung der HSM-Spindeln, die bereits seit vielen Jahren in der Baureihe H bewährt und erprobt wurden. Heller hatte sich daher entschlossen, das Prinzip weiter zu optimieren und auch für die 5-Achs-Bearbeitung, konkret für die zweite Generation der Baureihe HF, zur Verfügung zu stellen. HSU-Spindeln sind auf Nullmass abgestimmt und überzeugen so mit einem schnellen und kostengünstigen Austausch der Nullspindel im Servicefall sowie niedrigem Total Cost of Ownership (TCO). Gegenüber den bisherigen HSM-Spindeln zeigen sich die HSU-Spindeln
nochmals robuster und leistungsfähiger. Die neue Arbeits­einheit Power Cutting (PC) verfügt bei­spielsweise bei HSK-A 63 über eine Drehzahl von 12 000 min−1 und ein Drehmoment von 228 Nm. Beim Speed Cutting (SC) sind es Drehzahlen bis 18 000 min−1 und ein Drehmoment von 103 Nm gepaart mit kurzer Hochlaufzeit. Völlig neu sind die beiden Arbeitseinheiten Dynamic Cutting (DC). Speziell für ein unterschiedliches Werkstückspektrum, für mehr Universalität und Flexibilität ausgelegt, überzeugt die Spindel HSK-A 63 DC mit Drehzahlen bis 16 000 min−1 und einem gleichzeitig hohen Dreh­moment von 180 Nm, während bei der HSK-A 100 bis zu 400 Nm möglich sind. Häufig werden in der Praxis bzw. der Serienfertigung aber auch die Hochlaufzeiten als Nebenzeiten thematisiert. Heller ist es in dem Bereich gelungen, diese mit den neuen Arbeitseinheiten enorm zu reduzieren. Anwender, die vor allem unterschiedliche Werkstoffe wie Aluminium oder Guss bearbeiten, werden in der gewichtsabhängigen Dynamik der Z-Achse ein wei­teres Highlight sehen. Diese Funktion passt die Dynamik der jeweiligen Zuladung an. Das heisst, ist die Zuladung geringer als die Maximalzuladung von 550 kg, lassen sich auf Grund der möglichen hö­heren Dynamik noch kürzere Positionierzeiten realisie­ren.

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Start mit neuen Zusatzfunktionen

Nun hat sich die erste Generation der Baureihe HF – auch durch das Gegenlager am Schwenkrundtisch − bereits als äusserst frässtabil und präzise erwiesen. Mit der Ausstattungsvariante «PRO» bietet die zweite Generation der Baureihe HF nun zusätzlich einen klassischen Gantry-Antrieb in der Tischachse (Z) mit zwei physikalisch getrennten Achsen in der Steuerung und zwei direkten Messsystemen. Ein wesentlicher Vorteil, der durch dieses Mehr an Steifigkeit in der Tischachse erreicht wird, ist die Aufnahme maximaler Prozesskräfte in Z-Richtung – eine Option, die z. B. in Kombination mit den drehmomentstarken DC-Arbeitseinheiten sinnvoll wird, oder wenn das Bearbeitungszentrum noch universeller eingesetzt werden soll. Das gilt z. B. in der Einzelteilfertigung mit maximaler 5-Achs-Präzision und Konturtreue oder auch, wenn das Bearbeitungszentrum künftig mit einer Drehfunktion mit schnellem Torque-Drehtisch ausgestattet wird. Neben dem Gantry-Antrieb wird die neue Baureihe HF mit weiteren neuen Funktionen an den Start gehen. Dazu zählt u. a. das Heller-Planzugsystem. Dies ist eine zusätzliche Maschinenachse U, integriert in die Steuerung der Maschine für einfaches und hochproduktives Ausdrehen von komplexen Innen- und Aussenkonturen.

Produktivität für den universellen und flexiblen Einsatz

Messbare Vorteile bringt die neue Generation nicht nur im Einsatz in der Serienfertigung, sondern nun auch speziell in der Einzelfertigung. In der Summe wird aber die neue Generation der Baureihe HF
neben noch höherer Produktivität und robuster Genauigkeit durch den universellen und flexiblen Einsatz den bisherigen Kundenkreis wesentlich erweitern – zumal man auch die Zuverlässigkeit und die Robust­heit durch vielfache Optimierungen und Erhöhung der Steifigkeit an Schlüsselkomponenten sowie eine Verkürzung des Abstands der Spindelvorderkante zur Drehmitte der B-Achse nochmals steigern konnte. Ausserdem wird diese Baureihe künftig auch in der Ausführung als Tischmaschine optimal automatisierbar sein. -ari- SMM

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