Die Myriade ist komplett
Die Hurco GmbH hat mit dem Verkauf eines 3-Achs-Bearbeitungszentrums die 10.000ste Maschine in Deutschland ausgeliefert.
Mit dem Verkauf einer „VM 30 i Plus“ an das Ingenieurbüro Martin Braun hat HURCO in Deutschland die 10.000ste Maschine zum Anwender gebracht. Das 3-Achs-Bearbeitungszentrum, das eine Aufspannfläche von 1.321 x 508 mm und eine maximale
Tischbelastung von 1.800 kg mit einer 15-kW-Spindel bis 12.000 min- 1, einer SK40-Schnittstelle sowie einem Werkzeugwechsler mit 24 Plätzen kombiniert, zerspant nunmehr in Enkenbach-Alsenborn bei Kaiserslautern.
„Wir freuen uns sehr über den Verkauf der 10.000sten Maschine, ist dies doch Ausdruck der Wertschätzung des deutschen Marktes und seiner besonderen Bedeutung für HURCO“, sagt Michael Auer, Geschäftsführer HURO Werkzeugmaschinen GmbH. „Insbesondere freuen wir uns für Inhaber Martin Braun, der seit Jahren ein überzeugter HURCO-Maschinen-Nutzer ist.“
Maschinenparks mit HURCO Maschinen
Der Maschinenpark in Enkenbach-Alsenborn, der aktuell 14 Bearbeitungszentren umfasst, besteht zur Hälfte aus HURCO-Maschinen. Gefertigt wird vor allem für den Maschinenbau, wobei sich die 3- und 5-Achs-Zentren durch Flexibilität, Bearbeitungsbreite und komfortable Bedienung auszeichnen. Warum sich Martin Braun immer wieder für einen HURCO-Maschine entscheidet? Er findet: „Die Maschinen bieten einen Wettbewerbsvorteil, und die Steuerung ist ideal für uns.“
Die ganze Geschichte lesen Sie hier.
Anspruchsvolle Anwendungen mit hoher Zerspanleistung und Flexibilität
Das 3-Achs-Bearbeitungszentrum „VMX50Di“ ist für anspruchsvolle Anwendungen bei hoher Zerspanleistung und Flexibilität konzipiert. Ausgehend von unseren Erfolgsfaktoren der kleineren 3-Achs-Modelle nimmt die Neuentwicklung dafür die „VMX 50i“ zur Grundlage. Sie ist ausgelegt für die Zerspanung von Aluminium sowie für kleinteilige Bearbeitungen und die Fertigung filigraner Konturen an größeren Teilen.
Den Hauptunterschied zur etablierten Reihe macht zum einen die deutlich schnellere Spindel, die auch beim Anlaufen und Bremsen nochmals dynamischer ist: So stellt sie bei einer Drehzahl von maximal 15.000 min-1 eine Leistung von bis zu 22 kW und ein Drehmoment von bis zu 140 Nm bereit.
Zielgruppe für die VMX 50 Di sind Lohnfertiger im Einzelteil- und Kleinserienbereich, die für ihre Bearbeitungen typischerweise höhere Drehzahlen benötigen. Hier ist die VMX 50 Di gleichermaßen für die Zerspanung von Aluminium ausgelegt wie für kleinteilige Bearbeitungen und die Fertigung filigraner Konturen an größeren Teilen. Besonders effizient lassen sich Werkzeuge mit kleinen Durchmessern einsetzen, die idealerweise mit hohen Drehzahlen zu fahren sind.
Sebastian Herr, Leiter Anwendungstechnik bei HURCO: „Bei unseren Kunden sind Werkzeuge mit Steilkegelaufnahme SK 40 und SK 50 weit verbreitet. Im Lohnfertigungssektor zum Beispiel ist die SK-40-Aufnahme das Maß der Dinge. Die VMX 50 Di ist darauf perfekt abgestimmt, ist sie doch standardmäßig mit dieser Aufnahme ausgestattet.“
Mehr Information:
www.hurco.de/produkte/3-achs-bearbeitungszentren
Blogbeitrag
Diesen Monat liegt unser Augenmerk ganz auf der 5-Achs-Bearbeitung eines Edelstahl Pleuels mithilfe von trochoidalen Fräsen. Denn das funktioniert mit HURCO genauso gut, wie bei den verschiedenen CAM-Systemen.
Hallo Freunde der spanenden Fertigung,
mein Name ist Sebastian Herr. Ich bin Leiter der HURCO-Anwendungstechnik.
Im folgenden Beitrag gebe ich euch einige zusätzliche Informationen zu unserem Video „Fräsen eines Pleuels“.
In dem Video zeigen wir euch die Fertigung eines Pleuels aus Edelstahl in 5-Achs-Bearbeitung. An dem Beispiel wird sehr schön deutlich, dass trochoidales Fräsen mit der HURCO-Steuerung genauso gut funktioniert wie bei den verschiedenen CAM-Systemen unserer Partnerunternehmen. Der Grundgedanke dabei ist der gleiche: Das Werkzeug arbeitet sich in kreisförmiger Bewegung voran, wobei es komplett in das Werkstück eintaucht und idealerweise auf der kompletten Schneidenlänge fräst. Während der gesamten Bearbeitung führt der Zyklus permanent die Zustellung nach und hält so die Spannmittendicke konstant.
Trochoidales Taschen fräsen
Die Pleuelbearbeitung, die ihr sehen könnt, ist ein echtes Brett. Wir haben das Fräsen der Taschen mit TopSolid programmiert und als Unterprogramm in unser Dialogprogramm eingebettet. Mit dem HURCO-System läuft das so flüssig, dass in der Simulation kein Unterschied zu sehen ist. Auch das Rüsten und Einrichten der Maschine erfolgen vollkommen identisch, und das Programm läuft ohne jede Pause. Somit sind zwei Technologien aufs Engste verbunden: Als Fundament HURCO-seitig das Dialogprogramm und CAM-seitig darauf aufbauend der DIN-ISO-Code.
Betonen möchte ich, dass die NC-Programme voll in das an der Steuerung programmierte Dialogprogramm integriert sind. Wir haben das CAM-System aber nicht eingesetzt, weil wir es mussten, sondern weil es funktioniert. Vor allem jedoch, weil es dem typischen Alltag in der Lohnfertigung entspricht. Hier gibt es oft mehrere Maschinen und Bediener, aber nur einen oder zwei CAM-Arbeitsplätze. Eine Steuerung, die hochflexibel arbeitet, ist da äußerst willkommen. Schließlich kann der Bediener damit Programme mit unterschiedlicher Herkunft integrieren. Eine solide Grundausbildung in der Zerspanung reicht ihm dafür aus. Im Vergleich der Systeme kommt der HURCO-Bediener mit einer kleinen Schulung in Sachen Dialogsteuerung aus, während für die Systeme des Wettbewerbs schon Expertenwissen erworben werden muss, was mit zusätzlichem Zeitaufwand und höheren Kosten zu Buche schlägt.
Automatisierte Palettenbeladung
Für die Bearbeitung selbst möchte ich auf einige Besonderheiten hinweisen. Gleich zu Beginn seht ihr unter dem Stichwort „Automation“ eine Palettenbeladung. Neben unseren eigenen Angeboten bieten wir im Rahmen von Partnerschaften mit ROBOJOB und EROWA deren Lösungen sowohl für Bauteil- als auch Palettenbeladung an. Im aktuellen Fall handelt es sich um eine Lösung von EROWA. Entsprechend eurer Bedürfnisse sind wir aber offen für alle sinnvollen Automatisierungskonzepte.
Zu Beginn seht ihr den circa 60 Kilogramm schweren Edelstahlblock auf zwei kleinen Spannmodulen (jeweils 75mm breit) von LANG TECHNIK. Dass damit sicher gespannt werden kann, ermöglicht eine Prägung an der unteren Rohteilkante, die einen Millimeter tief und 125 Millimeter breit ist. Gefertigt wird die Prägung mit einem Hydraulikwerkzeug, das die Zähne des Spannmoduls als Negativ in den Block presst. So entsteht beim Spannen ein enger Formschluss, der bei einer relativ kleinen Spannkraft für hohe Haltekräfte sorgt. Die Auswirkungen auf die Zerspanung sind vielfältig. So wirkt das Spannsystem wie eine Dämpfung, mit der der gesamte Bearbeitungsprozess deutlich ruhiger abläuft. Am Ende lässt sich der Pleuel mit relativ konstanter Belastung und einer hohen Zerspanleistung bearbeiten – und das prozesssicher, trotz des hohen Aufbaus.
Roh- und Fertigteilsimulation
Hinweisen möchte ich an dieser Stelle noch ausdrücklich auf die Roh- und Fertigteilsimulation mit der Möglichkeit, 3D-Volumenmodelle aus dem CAD an der Steuerung zu importieren. Ermöglicht wird dieser Vorgang durch die Option „Solid Model Import“. Ab Sekunde 10 seht ihr das Volumenmodel des zu fertigenden Bauteils eingeblendet, sowie das darüber gelegte, an der Steuerung definierte Rohteil, auf das die Bearbeitung simuliert wird. So könnt ihr an dieser Stelle noch einmal eingehend prüfen, ob alles passt. Ab Sekunde 39 könnt ihr sehr gut die Simulation des Roh- und Fertigteils verfolgen, wobei der Bearbeitungsweg und Materialabtrag simultan dargestellt sind. Gut zu erkennen sind auch die aktuellen Bewegungen der Maschine und die Tiefe, mit der der Fräser im Werkstück arbeitet.
Die Bearbeitung des Pleuels zeigt also gleich mehrere Dinge: Die problemlose Einbindung eines DIN/ISO-Unterprogramms in ein Dialogprogramm sowie die perfekt ablaufende Bearbeitungssimulation – alles in einem Zyklus. Deutlich wird auch, dass die schwere Zerspanung von Edelstahl sauber funktioniert. Für einen schwingungsarmen Prozess sorgt die spezielle Aufspannung. Basis dafür ist die adaptive Frässtrategie, bei der die hoch schwingungsdämpfenden Eigenschaften der Maschine voll zum Tragen kommen. Schließlich lassen sich auch noch die Stege, auf denen der Pleuel sitzt, so dünn ausarbeiten, dass er nach der Bearbeitung einfach abgebrochen werden kann. Der Grat wird weggeschliffen und der Pleuel ist fertig – in einem Arbeitsgang und einer Aufspannung.
Partner
Automation: EROWA
Werkstückspanntechnik: LANG TECHNIK
CAD/CAM-System: TOPSOLID
Distributor: MOLDTECH
Ein Herzensprojekt von Maxime Fontvielle
Es ist nichts ungewöhnliches daran, ein Custom-Bike hauptsächlich für eine Messe aufzubauen. Doch was, wenn die betreffende Messe gar nichts mit Custom-Bikes zu tun hat? Das ist schon überraschend.
Die hier abgebildete Yamaha SR500, ein Flat Tracker bzw. Speedway-Bike mit markantem Design, ist das Lieblingsprojekt des 27-jährigen Maxime Fontvielle. Er arbeitet als Anwendungstechniker bei der französischen Niederlassung des US-amerikanischen Werkzeugmaschinenherstellers HURCO. Seinen beruflichen Werdegang schlug er wegen seiner Liebe zu Zweirädern ein.
„Als Teenager“, erzählt er uns, „galt meine Leidenschaft Motorrädern. Beim Stöbern in diversen Foren sah ich Leute, die Teile für Rennmotorräder der 90er Jahre herstellten. Da dachte ich: Das will ich auch machen! Ich durchlief Lehrstellen bei verschiedenen Firmen und fing dann bei HURCO an.“
Zufällig entdeckte Maxime eine schrottreife Yamaha SR500 für nur 100 Euro und hatte eine glänzende Idee: Er wollte sie als Ausstellungsstück für seine Firma wieder aufbauen, um sie auf Messen der Werkzeugmaschinenbranche zu präsentieren.
Das etwas andere Ausstellungsstück
„Auf den Messen“, sagt er, „führen die Hersteller jedes Jahr ihre neuen Maschinen mit klassischen Teilen aus der Luftfahrtindustrie vor. Meiner Meinung nach fehlte dem Ganzen ein bisschen an Leidenschaft und Esprit.“
Ich wollte ein schönes Motorrad mit Teilen aufbauen, die mit einer Werkzeugmaschine bearbeitet wurden. Also machte ich meinem Chef den Vorschlag, dieses Bike als echtes Speedway-Monster herzurichten. Amerikanische Rennsportdisziplin, amerikanisches Unternehmen … passt doch wie die Faust aufs Auge!“
Klugerweise gab Maximes Chef das Okay – doch bis zur nächsten Messe blieben nur drei Monate Zeit. Daher beschloss Maxime, die Arbeit aufzuteilen. Den Wiederaufbau des Motors vertraute er der Pariser Werkstatt Machines et Moteurs an, mit einer sehr genauen Checkliste. Unterdessen konzentrierte er sich auf das Fahrwerk.
Zurück kam der Motor mit einer Hubraumsteigerung auf 540 cm³ und zahlreichen Veränderungen im Inneren. Zu den Highlights zählen eine schärfere Nockenwelle, ein verbesserter Ölfluss, ein Mikuni-TMR36-Vergaser und ein K&N-Filter. Außerdem gibt es einen neuen Krümmer und einen Megaphon-Schalldämpfer mit Gegenkonus, beide von SC Project aus Italien.
Stück für Stück zu einem Einzelstück
Maximes erste Aufgabe am Fahrwerk war der Einbau eines 19-Zoll-Hinterrads passend zum Vorderrad. Am Ende besorgte er sich ein zweites SR-Rad und bearbeitete es so, dass es ein Ritzel und eine 300-mm-Bremsscheibe aufnehmen konnte. Anschließend fertigte er spezielle Radachsen an, passte das Vorderrad an größere Lager an und machte beide Räder leichter, indem er die Speichen „aufspaltete“.
Vorne gibt es keine Bremse, dafür aber hinten einen Bremssattel und Hauptbremszylinder von Brembo, verbunden durch eine Leitung mit Edelstahlummantelung. Da Maxime das Motorrad von einer hinteren Trommelbremse umgerüstet hat, ist die gesamte Bremsanlage maßgefertigt – bis hin zur Bremssattelhalterung und den Fußschaltern.
Vorne ist eine Yamaha-XJR1200-Federgabel verbaut; Lenkervorbau, Gabelbrücken und Lenkererhöhungen sind Spezialanfertigungen.
Hinten sind zwei neue Stoßdämpfer an einer speziell angefertigten Schwinge befestigt – ein Teil, das sich Maximes Chef gewünscht hat, um die Leistungsfähigkeit der Werkzeugmaschinen von HURCO zu demonstrieren. Die Schwinge wurde in Zusammenarbeit mit der CAD/CAM-Firma Mastercam hergestellt und ist speziell auf dieses Motorrad zugeschnitten. Sie verfügt über kleine Details wie eine Bremssattel-Stützhalterung und Stützen für einen Fahrerlagerständer.
Custom Bike in Hurco Farben
Ein raffiniertes Teil, das man aus der Nähe bewundern muss; doch das gilt genauso für die anderen Custom-Details an dieser Yamaha.
Von den Motordeckeln über die massiven Fußrasten bis hin zum Kickstarthebel und -pedal – Maxime hat sich wirklich ins Zeug gelegt, ohne es zu übertreiben. Bei noch genauerem Hinsehen entdeckt man weitere feine Details, wie etwa die Logos, die an den Seiten der Gabelbrücken eingraviert sind.
Im oberen Bereich befinden sich eine Heckverkleidung von Airtech Streamling, die zum Original-Benzintank passt, eine vordere Startnummerntafel und ein Speedway-Lenker. Bei der Lackierung half Maximes Bruder, ein Designer bei der österreichischen Designagentur Kiska, mit über dreißig Entwürfen aus – allesamt in den Firmenfarben von Hurco.
Alles ist jetzt in Schwarz und Grau lackiert, mit zwei Blautönen als Akzente (einer für die Lackierung und einer für die Eloxierung). Ein anderer Freund, Jerome, kümmerte sich um die Aufkleber; sie sind ein Dankeschön an alle Partnerfirmen, die am Projekt mitgewirkt haben.
Die SR sieht nicht nur verdammt gut aus, sondern bietet dem Vernehmen nach auch viel Fahrspaß. Schon bald möchte Maxime mit der Maschine auf einer Speedway-Bahn wilde Drifts hinlegen … doch bis dahin besteht seine Hauptaufgabe darin, HURCOs nächsten Messestand in Szene zu setzen.
Zachary Lovelace
Bilder: ©Yann Deret
Artikel aus www.bikeexif.com
Höhere Schnittgeschwindigkeit bei geringerer Belastung
Im Vergleich zu konventionellen Fräsverfahren ermöglicht das Trochoidalfräsen höhere Schnittgeschwindigkeiten und tiefere Schnitte bei gleichzeitig geringerer Belastung von Werkzeug und Maschine. Unterstützt durch die Rechenleistung des modernen CNC-Bearbeitungszentrums ermöglicht dieses Konzept Herstellern, komplexe Fräsoperationen mit mehr Geschwindigkeit und weniger Aufwand durchzuführen. Das Trochoidalfräsen ist eine Standardoption in der WinMax-Steuerung von HURCO, wobei jeder Datensatz mit nur einem Klick abrufbar ist.
Beim Trochoidal- oder Wellenfräsen ist die Verfahrbewegung des Werkzeugs ─ anders als beim konventionellen Fräsen ─ nicht linear, sondern verläuft entlang einer spiralförmigen Bahn. Das Fräswerkzeug dringt bis zum vollständigen Eintauchen in das Werkstück ein und der Schneidvorgang erfolgt über die gesamte Länge des Werkzeugs. Dazu wird ein spezieller Trochoidfräser eingesetzt, dessen Durchmesser kleiner ist als die zu bearbeitende Nut oder Kontur. Durch eine Kombination aus Vorschub und Drehbewegung kann der Einstichwinkel konstant unter 90 Grad gehalten werden. Dies reduziert die Belastungen für Werkzeug und Maschine und ermöglicht höhere Fräsgeschwindigkeiten und kürzere Bearbeitungszeiten.
Werkzeugstandzeit verlängert
„Mit dem trochoidalen Verfahren lassen sich die Werkzeugstandzeiten bis um den Faktor zehn verlängern, die Bearbeitungszeiten sinken um 30 bis 40 Prozent“, berichtet Florian Kerkau, Anwendungstechniker bei HURCO. Deshalb ist das Trochoidalfräsen eine Standardoption in der WinMax-Steuerung von HURCO, bei der jeder Datensatz mit einem Klick abgerufen werden kann. Das Programm legt den Einstichpunkt zusammen mit allen anderen Bearbeitungsparametern fest. „Trochoidales Fräsen ist immer dann die wirtschaftlichste Lösung, wenn beim konventionellen Fräsen mehrere Tiefenstufen erforderlich sind“, erklärt Kerkau. Trochoidalfräsen ist das Verfahren der Wahl, wenn es um das Fräsen von Nuten und Schlitzen geht. Hier geht es darum, in kürzester Zeit viel Material abzutragen ─ genau das Richtige für das Trochoidalfräsen, das durch seine wesentlich größere Bearbeitungstiefe einen deutlichen Vorteil gegenüber konventionellen Frästechniken hat.
Blogbeitrag
Diesen Monat liegt unser Augenmerk ganz auf der 5-Achs-Bearbeitung eines Motorblocks mithilfe von AdaptiPath™. Das ist einer der Vorteile der WinMax-Steuerung.
Hallo Freunde der spanenden Fertigung,
mein Name ist Sebastian Herr. Ich bin Leiter der HURCO Anwendungstechnik.
Im folgenden Beitrag gebe ich Euch ein paar ergänzende Informationen zu unserem Video „Motorblock“.
In dem Video zeigen wir die Herstellung eines Motorblocks aus einer Aluminium-Legierung (AlCuMgPb) in einer 5-Achs-Bearbeitung zeigen wir die Herstellung eines Motorblocks aus einer Aluminium-Legierung (AlCuMgPb) in einer 5-Achs-Bearbeitung. An diesem Beispiel möchte ich euch unter anderem die Vorteile der Option AdaptiPath™ unserer CNC-Steuerung WinMax erläutern.
AdaptiPath
AdaptiPath steht für Adaptives Trochoidalfräsen. Diese Option nutzen wir insbesondere beim Nuten- und Taschenfräsen sowie beim Freilegen von Konturen, weil dadurch viel Material in kurzer Zeit entfernt werden kann. Im Unterschied zum konventionellen Fräsmuster arbeitet sich das Werkzeug beim adaptiven Trochoidalfräsen in kreisförmiger
Bewegung voran. Das Schneiden erfolgt idealerweise auf der gesamten Länge des Fräsers und der Fräser taucht dabei ganz in das Werkstück ein.
Hinzu kommt, dass beim adaptiven Trochoidalfräsen der Vorschub nicht einem fest programmierten Wert folgt. Stattdessen wird er ununterbrochen der aktuellen Fräsbahn angepasst, welche durch die WinMax Steuerung kontinuierlich an die Kontur des Bauteils angepasst wird. Abhängig von der vorgegebenen Spanmittendicke errechnet die Software den Eingriffswinkel in jedem Moment neu. Damit ermöglicht AdaptiPath™ eine effiziente Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit konstanter Belastung von Werkzeug und Maschine. Die Vorteile im Vergleich zum konventionellen Zerspanen liegen auf der Hand: Kürzere Bearbeitungszeiten durch höchstes Zeitspanvolumen, mehr Prozesssicherheit durch geringeren Verschleiß von Werkzeug und Maschine und am Ende weniger Kosten pro Bauteil.
Solid Model Import Option
Das komplette Programm für den Motorblock wurde an der Maschine programmiert – unserem 5-Achs-CNC Bearbeitungszentrum HURCO VMX 60 SRTi mit Rundtischkonfiguration. Dabei haben wir die Solid Model Import-Option der WinMax genutzt. Mit dieser Option ist es möglich, STEP-Dateien direkt in die Steuerung einzulesen. So verkürzt sich der Programmieraufwand erheblich. Ihr könnt das ganze Produkt oder nur Konturen, Taschen und andere Details am Volumenmodell auswählen und müsst dann nur noch die Technologiedaten festlegen. Außerdem unterstützt euch die Solid Model Import-Option bei der Fehlerkontrolle: Die Bearbeitungssimulation des geschriebenen Programms und das Solid-Model werden auf dem HURCO Monitor zusammen in einer Ansicht gezeigt. So seht ihr gleich, ob eure Programmierung zum gewünschten Bauteil passt. STEP steht übrigens für „standard for the exchange of product model data“. Es ist ein internationaler Standard für den Austausch von Geometrie- und Modelldaten zwischen unterschiedlichen rechnergestützten Softwaresystemen.
Automatisierte Palettenbeladung
Das automatische Be- und Endladen der HURCO VMX 60 SRTi erfolgte über die Palettenautomation EROWA Robot Compact 80 unseres schweizerischen Kooperationspartners EROWA. Dabei übernimmt die Software des ERC80 die Regie und arbeitet die Fertigungsaufträge auf dem HURCO Bearbeitungsportal ab. Es geht aber auch umgekehrt, dass nämlich die externen Beladesysteme über die WinMax Steuerung dirigiert werden. Ersteres läuft über die DNC-Schnittstelle. Der EROWA Robot Compact 80 kann damit bis zu zwei CNC-Bearbeitungszentren bedienen, die rechts und links an das Beladesystem angedockt sind.
Jetzt sage ich noch etwas zur eingesetzten Hardware und zu den Partnern mit denen wir hier zusammengearbeitet haben: Die Werkzeuge, die ihr seht, sind von WNT. Das Unternehmen mit Sitz in Deutschland hat sich auf Präzisionswerkzeuge für die zerspanende Industrie spezialisiert und ist international aufgestellt. Für die Werkzeugaufnahme haben wir powRgrip von RegoFix eingesetzt. Das Schweizer Unternehmen bietet Qualitäts-Werkzeughalter integriert in ein abgestimmtes Gesamtsystem. Nicht zu sehen ist das modulare Nullpunktspannsystem Zero-Point K 02 von AMF. Es verbirgt sich in einer eigens angepassten Spannschnittstelle auf der Palette und hilft bei einem schnellen und präzisen Spannen des Rohteils.
Partner
Automation: EROWA
Werkzeuge: WNT
Werkzeugaufnahmen: Rego Fix
Spannsystem: AMF
Automation auf der EMO in Hannover
Das Thema Industrie 4.0 beherrscht derzeit wie kein anderes die Fertigungsbranche. Mittelständische Betriebe und Lohnfertiger sollten sich jetzt jedoch nicht von den damit verbundenen Herausforderungen einschüchtern lassen. Auch einzelne Digitalisierungs- und Automatisierungsmaßnahmen sorgen bereits für mehr Effizienz in der Produktion. So führt der Weg Schritt für Schritt zur Implementierung mannloser Fertigungsprozesse, Datenmanagement oder Fernwartung. Auf Seiten der Werkzeugmaschine erleichtern eine einfache CNC-Steuerung, ein internationaler Schnittstellenstandard sowie ein Windows-basiertes Betriebssystem die erforderlichen Umstellungen.
Wir können drei Stufen auf dem Weg zur Automatisierung unterscheiden: Die erste Stufe ist der Cobot als „dritter Arm“ des Bedieners. Er kommt immer dann zum Einsatz, wenn einfache, in kurzer Zeit programmierbare Prozesse parallel zur Arbeit des Bedieners laufen sollen. Beispiele für eine automatisierte Assistenz, zeigte HURCO beispielsweise auf der EMO in Hannover in unterschiedlichen Varianten. Dazu gehört der Belade-Cobot „ProFeeder“. Er übersetzt die mit dem Roboterarm manuell durchgeführte Bewegung in ein Programm und führt sie dann selbstständig aus.
Automatisiertes Paletten-Handling
In der zweite Stufe werden Daten der zu handhabenden Werkstücke vom Bearbeitungszentrum via I/O Interface direkt an den Roboter übertragen und so Maschinenlaufzeiten in eine zweite bzw. dritte Schicht verlängert, ohne dass dafür ein Bediener direkt an der Maschine stehen muss. Dies wird durch Vorrüstung eines Paletten- oder Teileladungssystems möglich. Ein Beispiel: Für ein automatisiertes Paletten-Handling am 5-Achs-Bearbeitungszentrum VMX 60 SRTi übermittelt die WinMax-Steuerung von HURCO über ein I/O
Interface vordefinierte Befehle an den Roboter. Der Roboter interpretiert die Daten auf Basis seiner Programmierung und setzt die Palette mit den gewünschten Werkstücken in die Maschine ein. Diese Lösung besteht aus einer Maschine und einer Automatisierung. Mit HURCO Maschinen können dann mit der Option „Joblist“ beispielsweise variierende Bearbeitungsprogramme ohne zusätzlichen Programmierungsaufwand gebündelt und anschließend nacheinander ausgeführt werden. Die Option lädt automatisch die jeweils mit einem Werkstück verknüpften Daten über eine einfache numerische Zuordnung.
Für Lohnfertiger ist die Qualität des sogenannten „Robot Teaching“ wichtig. Ohne kundenspezifisches Wissen über die Teile und das Paletten-Handling ist ein Roboter vollkommen hilflos. Eine effiziente Automatisierungslösung entsteht erst durch die Kombination von Maschine und Teaching. Offerieren Anbieter von Automatisierungslösungen ein umfassendes Teaching-Konzept für die Maschinen bzw. die Bediener, um künftige Prozesse im Verzeichnis des Roboters zu anzulegen, ist das ein Qualitätsmerkmal.
Eine kurze Einweisung reicht aus
Die Umsetzungsvariante mit der WinMax-Steuerung als Master macht die Handhabung einfach und bedienerfreundlich. Damit orientieren wir uns am Bedarf kleiner und mittelständischer Fertigungsbetriebe, denn sie müssen die Transformation zur Industrie 4.0 mit knappen Personalressourcen bewältigen. Es lassen sich so einfach und systematisch Wettbewerbsvorteile erarbeiten und zugleich die Produktion zukunftsfähig machen. Der Bediener muss für diese Lösung lediglich die Steuerung beherrschen. Umfangreiche Schulungen sind nicht erforderlich, eine kurze Einweisung reicht. Selbst bei einem Paletten-Handling muss der Anwender bei dieser Art von Automatisierung nur auf die richtigen Pallettenummern bzw. Teilenummern achten.
Prozessleitsystem bei komplexen Fertigungsprozessen
Im Falle einer Mehrfach-Automatisierung empfiehlt sich eine übergreifende Lösung über die DNC-Schnittstelle. In diesem Fall übernimmt ein übergeordnetes Prozessleitsystem die Kontrolle. Das System koordiniert als Master alle in den automatisierten Fertigungsprozess integrierten Maschinen und Roboter. Es stößt Programme und robotische
Vorgänge an, überwacht sowie dokumentiert den Fertigungsablauf und informiert Bediener oder auch den Auftraggeber nach deren Vorgaben. Diese Variante zeigte HURCO auf der EMO 2019 mit dem „Job-Manager“ von EROWA. Solche Lösungen sind ein solider Einstig in die mannlose Fertigung. Prozessleitsysteme übernehmen dabei auch planerische Aufgaben, wie die Abfolgeplanung von Fertigungsschritten.
Bearbeitungszentren von HURCO können mit nahezu allen Beladesystemen für Werkzeugmaschinen zu individuellen Automatisierungslösungen und Fertigungsketten kombiniert werden. Eine häufige Konstellation ist folgende: Ein Roboter bedient zwei CNC-Bearbeitungszentren, die rechts und links an das Beladesystem angedockt sind. Das automatisierte Be- und Entladen der CNC-Maschine ermöglicht eine Kapazitätserweiterung in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung ohne zusätzlichen Personalaufwand für die Maschinenbedienung. Der Beladeroboter wechselt in diesem Vorgang flexibel Werkzeuge und Greifer.
Netzwerk- und Schnittstellen-Architektur
HURCO Bearbeitungszentren lassen sich über die Windows Embedded-Schnittstelle problemlos in Firmennetzwerke einbinden. Den Transport von Maschinen- und Betriebsdaten übernimmt dabei die Software-Schnittstelle MT-Connect. Für die Kommunikation der Maschinen untereinander werden netzwerkgestützte DNC-Schnittstellen genutzt. Diese Netzwerk- und Schnittstellen-Architektur ermöglicht individuelle Anpassungen der Anlagen an Kundenbedürfnisse und den Aufbau integrierter Gesamtfertigungssysteme sowie Blockchain-Lösungen zwischen Lohnfertigern und ihren Auftraggebern. Es ist eine optimale Voraussetzung für die schnelle und anwendungsorientierte Umsetzung von Automatisierungslösungen, Datenmanagement oder Fernwartung. Auf diese Weise gelangen wir zur dritten Stufe der Automatisierung: Sämtliche Fertigungsschritte laufen hier ohne Bediener direkt an der Maschine.
Wie ein solcher Prozess jetzt schon aussehen könnte, zeigt HURCO in einem YouTube-Video: Dort steuert ein Bediener ein Bearbeitungsportal aus der Ferne über die Sprachassistentin Alexa. Im aktuellen Produktionsalltag der meisten Lohnfertiger spielen mobile Assistenten – wenn überhaupt – noch eine untergeordnete Rolle, aber viele nutzen die Maschinensteuerung zur Implementierung einzelner Industrie 4.0-Prozesse in ihre Fertigung.
Datenmanagement mit HURCO MT-Connect
HURCO Maschinen können bereits werkseitig mit einem Betriebsdatenerfassungssystem ausgestattet werden. Das erlaubt die Auswertung sämtlicher Maschinen- und Betriebsdaten. Über die Option MT-Connect und mittels eines Extended Shop Floor Managers kann der Kunde in Echtzeit auf seine Maschinen zugreifen. Das funktioniert unabhängig vom Betriebssystem und über einen beliebigen Internet Browser sowohl vom Smartphone als auch vom Tablet aus. Der Extended Shopfloor Manager stellt eine vollständige Steuerungsarchitektur zur Verfügung und kann daher auch von HURCO Service- und Anwendungstechnikern für die externe Wartung genutzt werden.
Automatisierung mit HURCO im Film: www.hurco.de/produkte/automatisierung
Ein Expertenkommentar
Schwerpunkte dieser Ausgabe sind die technologische Weiterentwicklung der 5-Achs-Bearbeitung, der Maschinen-Steuerungen und der Automation von Fertigungsvorgängen in der Zerspanungsindustrie. Was treibt diese Themen, voran, was sind die nächsten Schritte und wo liegen die Chancen der Fertigungsunternehmen, um auf die steigenden Anforderungen ihrer Kunden zu reagieren?
Die Entwicklungstrends bei 5-Achs-Bearbeitung, Steuerung und Automatisierungsprozessen stehen in Deutschland unter dem Einfluss praktischer Zwänge. Zum Beispiel die 5-Achs-Bearbeitung: Konstrukteuren stehen heute CAD-D3-Konstruktionsmittel zur Verfügung, die nahezu jegliche Form ermöglichen. Während wir früher am Zeichenbrett vergleichsweise limitiert waren, sind der Kreativität heute kaum noch Grenzen gesetzt und die zu fertigenden Teile sind oft hochkomplex. Nehmen wir das bekannte Beispiel eines Hebels zur Kraftübertragung: Früher wurde ein Stück Flachstahl mit zwei Bohrlöchern versehen und dann an der richtigen Stelle platziert. Heute hat dieser Hebel ein signifikantes Design, ist aerodynamisch sowie strömungs-, kraft- und gewichtoptimiert. Lohnfertiger kommen an einer 5-Seiten-Bearbeitung oder auch an der Simultanbearbeitung von Freiformflächen kaum noch vorbei. Eine zunehmende Anzahl der Bauteile ist in der geforderten Qualität und unter dem bestehenden Kostendruck nicht mehr anders produzierbar. Wer ständig Bauteile fertigt, die mehr als 3 Aufspannungen benötigen, entscheidet sich zukunftsorientiert für die Investition in eine 5-Achs-Maschine, denn jeder Spannvorgang geht zulasten der Präzision, der Zeit und Kosten.
Einfach bedienbare Steuerung
Das Thema Steuerung folgt dem Stand der Technik. Wir sind mit der Industrie 4.0 noch nicht so weit, dass wir für einem Auftrag auf eine Blackbox namens „Fertigung“ zugreifen können, die mit allen Daten gefüttert automatisch den Fertigungsprozess ablaufen lässt, sodass wir nur noch das fertige Bauteil entnehmen müssen. Noch nimmt die Steuerung wesentlichen Einfluss auf die Effizienz des Produktionsprozesses. Je komplexer die Aufgaben, desto eher sollte die Steuerung den Bediener unterstützen und die Arbeit an der Maschine erleichtern. Hier spielt auch der Fachkräftemangel hinein, der für Fertigungsunternehmen die Notwendigkeit mit sich bringt, auch mit weniger ausgebildeten Kräften am Markt zu bestehen. Eine schnell erlernbare und einfach bedienbare Steuerung schafft hier Vorteile.
Ebenso folgt die Automation unter Praxisgesichtspunkten den Anforderungen der fertigenden Industrie. Fachkräftemangel und Termindruck fördern die Integration autonomer Prozesse. Gleichzeitig werden Bedienungsfehler damit nachhaltig verringert. Am Beispiel der Automobilindustrie ist dies gut zu sehen. Für große Unternehmen sind Fehler und Verzögerungen in der Fertigung einfach zu teuer. Den kleinen Fertiger drückt zusätzlich der Arbeitskräftemangel. Die Möglichkeit, eine Maschine, die ohnehin vorhanden ist, in einer zweiten oder dritten Schicht per Beladeroboter arbeiten zu lassen, ist für beide sehr lukrativ. Wenn wir uns in den Niederlanden umschauen, dann sind Digitalisierung und Automatisierungen dort zunehmend fester Bestandteil der Produktion.
Steuerung und Automation
Insgesamt liegt in den technologischen Weiterentwicklungen von 5-Achs-Bearbeitung, Steuerung und Automation eine Chance für Fertigungsunternehmen, auf die steigenden Anforderungen ihrer Kunden reagieren zu können. Als Anwendungstechniker eines Werkzeugmaschinenherstellers kommt mir daher mehr und mehr die Aufgabe zu, prozessumfassend zu beraten. Dabei gilt es, die Kompetenz auf Kundenseite, das technisch Machbare sowie die Entwicklung am Markt mit einzubeziehen. Bei HURCO sehen wir einen Gewinn darin, dem technologischen Fortschritt gemeinsam mit unseren Kunden partnerschaftlich als Chance zu begreifen und werden dies auch auf den kommenden Messen zeigen.
Kapazitätserweiterung durch automatisierte Beladung
Die Kooperation von HURCO Werkzeugmaschinen mit Anbietern automatisierter Beladesysteme eröffnet den Weg zu höherer Produktivität und mehr Rendite. Die automatisierte Beladung ermöglicht eine Kapazitätserweiterung in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung ohne zusätzlichen Personalaufwand für die Maschinenbedienung. Beladeroboter können zudem in unbesetzten Schichten oder am Wochenende eingesetzt werden.
Pliening, März 2019: Mit Automatisierungslösungen bietet HURCO insbesondere mittelständischen Fertigungsbetrieben die Chance, dem wachsenden Mangel an Fachkräften erfolgreich entgegen zu treten. Wird Arbeit wie das Be- und Entladen der CNC-Maschinen von einem Roboter übernommen, können Fachkräfte für anspruchsvollere Aufgaben eingesetzt werden. Das führt zur Senkung der Stückkosten und einem effizienteren Personaleinsatz. „Wir kooperieren mit verschiedenen Anbietern automatisierter Beladesysteme“, berichtet Michael Auer, Geschäftsführer von HURCO Deutschland.
Kombination mit unterschiedlichen Beladesystemen möglich
„So können wir unterschiedliche Prozessanforderungen erfüllen und unseren Kunden einen nachhaltigen Weg zur Produktivitätssteigerung bei gleichbleibender Fertigungsqualität eröffnen.“ In der Praxis heißt das: HURCO informiert Kunden über passende Automationslösungen am Markt, wie z. B. EROWA, BMO Automation oder ZeroClamp, und unterstützt sie bei der Umsetzung. Das kann bis zur Integration der Werkzeugmaschine über die DNC-Schnittstelle in ein bestehendes Prozessleitsystem gehen. Dessen Software übernimmt damit die organisatorischen Aufgaben und arbeitet Fertigungsaufträge programmgemäß auf den angeschlossenen Bearbeitungszentren ab.
Zweite oder dritte Schicht ohne Personal
Im praktischen Anwendungsbeispiel bedient ein EROWA Robot Compact 80 oder der Roboter Titanium von BMO jeweils zwei CNC-Bearbeitungszentren, die rechts und links an das Beladesystem angedockt sind. Die zu bearbeitenden Teile werden in der Roboterzelle auf Trays bereitgestellt. Der in die Zelle integrierte Roboterarm positioniert diese jeweils einzeln im HURCO-Bearbeitungszentrum und entnimmt sie nach Fertigstellung, um sie in der Zelle wieder in Trays abzulegen. Der neue Beladeroboter Zerobot® von ZeroClamp wechselt zudem flexibel im Verlauf eines Fertigungsprozesses Werkzeuge und Greifer.
„Für den Bediener bleibt einzig nur noch die Programmierung der Werkzeugmaschine und das Bestücken der Regale in der Zelle“, erklärt Auer. So wie viele Lohnfertiger sieht Peter Lemke, Geschäftsführer der MAL Metall- und Anlagenbau Lemke GmbH, in der Automatisierung einzelner Herstellungsschritte die einzige Möglichkeit, der guten Auftragsnachfrage trotz Personalmangel nachzukommen. „Wir suchen seit Längerem händeringend Zerspanungsmechaniker“, beschreibt er die Situation. „Die Integration eines Beladeroboters mit Palettenbahnhof ermöglicht uns eine zweite oder dritte Schicht ohne Personal.“
Solid Model Import und Max5-Steuerung
Bei der Optimierung von Bearbeitungsvorgängen unterstützt HURCO den Operator sicher und zuverlässig.
Pliening, November 2018: Mit der intuitiv bedienbaren Max 5-Steuerung und der Solid Model-Import-Option macht HURCO dem Bediener das 5-Achs-Fräsen einfacher. Insgesamt bietet HURCO ein Leistungspaket, das auch Neueinsteigern beim 5-Achs-Fräsen zur schnellen Produktionsoptimierung verhilft. „Wer im Arbeitsalltag regelmäßig hochkomplexe Bauteile fertigen will, sollte nicht davor zurückschrecken, in eine 5-Achs-Maschine zu investieren“, empfiehlt Sebastian Herr, Leiter der Anwendungstechnik bei HURCO.
„Wenn ich auf einer 3-Achs-Maschine immer wieder Werkstücke 4- oder 5-mal neu aufspannen muss, dann lohnt sich die 5-Achs-Maschine von Anfang an.“
Ein gutes Einsteigermodell für die 5-Seiten-Bearbeitung in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung ist das Bearbeitungszentrum VC 500i von HURCO. Die 5-Achs-Fahrständermaschine mit Dreh-Schwenktisch eignet sich durch die einfache und schnelle Programmierung sowie das Fahrständerkonzept für ein breites Einsatzspektrum von Lohnfertigung bis Maschinenbau. Die Bearbeitung erfolgt wie bei eine 3-Achs-Bearbeitungszentrum linear, nur auf mehreren Seiten gleichzeitig. Ein Umstieg der Mitarbeiter von der 3-Achs- zur 5-Achsbearbeitung kann deshalb mit wenig Schulungsaufwand erfolgen.
3-Achs-Maschinen von HURCO problemlos aufrüsten
Jede HURCO-Maschine ist mit einer Software ausgestattet, die eine 5-Achs-Bearbeitung zulässt. „Wenn es sich abzeichnet, dass die Produktion nur gelegentlich komplexere Teile mit mehr als zwei oder drei Aufspannvorgängen erfordert, ist es aber durchaus wirtschaftlich, eine 3-Achs-Maschine im Bestand dafür aufzurüsten“, sagt Sebastian Herr. Die Hardwarenachrüstung benötigt nicht mehr als einen Tag, hinzu kommt ein Tag für die Schulung der Mitarbeiter. Die mit einer 3-Achs-Konfiguration gelieferte Maschine ist allerdings nicht mit den entsprechenden Führungen und Glasmaßstäben ausgestattet und arbeitet deshalb etwas gröber. „Ich kann mit einer 5-Achs-Maschine grundsätzlich eine höhere Präzision am Bauteil erreichen“, ergänzt der Leiter der HURCO Anwendungstechnik.