Mittelstandspresse
25.11.2010
Duo statt Solo: Mit zwei Köpfen doppelt so schnell bearbeiten
Programmiersoftware PUMA-System® bewegt EiMa-Sondermaschine
Dettenhausen, 25.11.2010 (PresseBox) - Die EiMa Maschinenbau GmbH ist auf den Bau von Sondermaschinen für die Profilbearbeitung spezialisiert. Für den Kunden AWW Wutöschingen konstruierte das baden-württembergische Unternehmen eine 14,7 m lange Sondermaschine mit zwei Spindelköpfen für die Aluminium-Profilbearbeitung. Als Programmiersoftware wird das PUMA-System® der CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH genutzt. Damit können die Bearbeitungsköpfe zusammengekoppelt eingesetzt werden oder einzeln an zwei Fahrtischen unterschiedliche Programme abarbeiten.
Bei der Maschinenabnahme am EiMa-Stammsitz im baden-württembergischen Frickenhausen 40 km südöstlich von Stuttgart gehört der gekoppelte Einsatz der Bearbeitungsköpfe zum Testprogramm. Auffällig an der Sondermaschine: Für die Bewegungen auf der Y-Achse wird der ganze Maschinentisch bewegt, der zum Beladen 3 m auf den Maschinenbediener zufährt. Ralf Bammert, bei EiMa verantwortlich für die Inbetriebnahme der Sondermaschine, legt das Profil ein und spannt das Werkstück. Dann startet er das Bearbeitungsprogramm. Der linke und der rechte Kopf fahren bis auf das festgelegte Koppelmaß von einem Meter zusammen, beide Spindeln laufen an, dann senken sich die Köpfe exakt parallel und bohren zwei Löcher samt Senkungen. Sekundenbruchteile später bewegt sich das Duo zeitgleich nach oben, fährt die nächste Bearbeitungsposition weiter rechts an und senkt sich erneut. Da der rechte Kopf das gleiche macht wie der linke, erfolgt die Bearbeitung doppelt so schnell wie bei einem Solo-Kopf. Nach 40 Sekunden ist das 4.700 mm lange Profil fertig bearbeitet. Beide Köpfe bewegen sich aufwärts, dann fährt der Maschinentisch vor. Jetzt kann der Zyklus erneut beginnen.
Gekoppelt arbeiten mit Masterkopf
"Die Köpfe können gekoppelt werden. Ein Kopf funktioniert dann als so genannter Masterkopf - und der zweite Bearbeitungskopf, der Slave, macht genau dieselben Bewegungen. Eine derartige Arbeitsweise ist sehr zeitsparend und eignet sich gut für die Serienfertigung", erläutert Michael Rau, Anwendungstechniker der CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH. Rau hat die Programmiersoftware PUMA-System® an die EiMa-Sondermaschine angepasst.
Fällt beim ersten Testprogramm die Parallelität der Bewegungen auf, so ist es beim nächsten die Geschwindigkeit. Bei diesem Test wird nur der linke Teil der Maschine mit einem Bearbeitungskopf eingesetzt: Nach Programmstart fräst und bohrt die Maschine. Danach erfolgt ein erneuter Werkzeugwechsel - die Spindel holt sich vom mitfahrenden Werkzeugmagazin das Sägeblatt mit einem Durchmesser von 500 mm. Rauschend kommt das Sägeblatt auf Touren. Jetzt folgen die Trennschnitte in dem 6.000 mm langen Profil. Mit einem Vorschub von 2.000 mm/min und nur 3 mm über dem Material bewegt sich die Spindel samt rotierendem Sägeblatt auf die Bearbeitungspositionen. Insgesamt gibt es 7 Trennschnitte, dann folgt ein Werkzeugwechsel für die stirnseitige Bearbeitung. Die Schleppvorrichtung am Bearbeitungskopf umschließt einen von 3 Spannern, die das Teilstück halten und fährt damit nach rechts. In die entstehende Lücke zwischen zwei Teilstücken taucht die Spindel ein und fräst in drei Zustellungen eine 20 mm tiefe Kontur in die Stirnseite.
Auch die seitliche Bearbeitung des Werkstücks ist eine Speed-Bearbeitung: Die Sondermaschine arbeitet sich diesmal mit einem Vorschub von 4.000 mm/min durchs Material. Mit geringen Sicherheitsabständen bewegt sich die Spindel zwischen den Spannern und führt die programmierten Bearbeitungen aus. "Bei diesem Teil gab es knappe Zeitvorgaben", erklärt Michael Rau den rasanten Vorschub und die geringen Sicherheitsabstände, die mit dem PUMA-System® auf Zeitersparnis hin optimiert wurden, "anfangs hatten wir eine Bearbeitungszeit von 28 Minuten - das konnten wir auf 12,5 Minuten reduzieren".
Für die Praxis maßgeschneidert
Nachdem die Testprogramme erfolgreich absolviert wurden, interessieren sich die AWW-Mitarbeiter für Maschinendetails, die bei Auftragserteilung in einem Pflichtenheft festgehalten wurden und nun Punkt für Punkt besprochen werden. Geschwindigkeiten der Achsen, Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit - sorgfältig prüfen die Kunden wichtige Merkmale der Sondermaschine. Dabei macht es sich EiMa nicht leicht - z.B. bei der Wiederholgenauigkeit werden gleich mehrere Achsen bewegt. Mit den Prüfergebnissen sind die Kunden hochzufrieden - und sicher, mit der Kombination EiMa-Sondermaschine und Programmiersoftware PUMA-System® ein Profilbearbeitungszentrum in Betrieb zu nehmen, das für die Praxisanforderungen von AWW maßgeschneidert ist. Das PUMA-System® setzt AWW bereits seit längerem an einer anderen Profilbearbeitungsmaschine ein. Helmut Büche, Leiter der Abteilung Systemkomponenten-Profilbearbeitung bei AWW Wutöschingen: "Unsere Erfahrungen mit dem PUMA-System® sind positiv, die Programmiersoftware hat sich bei uns bewährt. Wir wollten wieder dieselbe Programmiersoftware haben."
Komplettanbieter
"Alles aus einer Hand - das ist die Philosophie von AWW", erläutert Helmut Büche. Und ergänzt: "Wir stellen Aluminiumprofile selber her, bieten die Bearbeitung der Profile an sowie ihre Beschichtung. Bei der Profilbearbeitung haben wir uns entschieden, dass wir zusätzlich zu den bei uns üblichen Längen von 6-8 m auch verstärkt Langteile bis 14 m bearbeiten wollen. Entsprechend ist die EiMa-Sondermaschine ausgelegt. Generell ist es aber bei der Profilbearbeitung so, dass wir versuchen, alles zu machen, was an uns herangetragen wird. Auch kleinere Serien. Wir müssen deshalb häufig umrüsten und brauchen eine Maschine, die einfach umzurüsten ist und mit der man flexibel fertigen kann. Aus diesem Anforderungsprofil heraus wurde die EiMa-Sondermaschine gebaut."
Flexibel einsetzbar
Insgesamt ist die Doppelkopfmaschine 14,7 m lang, die Fahrständer können auf der X-Achse bis zu 100 m/min beschleunigen. Bei den Spindelköpfen lässt sich die Z-Achse in der Höhe um 676 mm verfahren. Die zwei in Richtung der Y-Achse verfahrbaren Fahrtische haben jeweils eine Länge von 6.400 mm. "Im Prinzip sind es zwei Maschinen, die eine Steuerung haben", charakterisiert Michael Rau die Maschine, "auf den Fahrtischen kann zur gleichen Zeit auf jeder Seite ein separates Programm abgearbeitet werden." Weil auch die Möglichkeit besteht, dass die Köpfe zusammen auf einer Seite arbeiten, kann die Maschine sehr flexibel eingesetzt werden. Michael Rau zur Programmierung der EiMA-Sondermaschine: "Der Postprozessor, der die Informationen der Programmiersoftware in Daten für die Bewegungen der Maschine übersetzt, musste so geschrieben werden, dass die zwei Köpfe in der Praxis sinnvoll genutzt werden können."
Die erstellten Programme können im PUMA-System® simuliert werden, bevor die Maschine sie abarbeitet - so kann der Maschinenbediener eventuelle Kollisionen erkennen und eingreifen, bevor die wertvolle Maschine beschädigt wird.
Über das PUMA-System® werden die Spanner gesteuert und kontrolliert. So lassen sich Kollisionen zwischen Spindel und Spannern vermeiden. Außerdem können einzelne Spanner oder Spannergruppen über die Programmiersoftware verschoben werden, wenn Profile an der Stirnseite zu bearbeiten sind und dafür abgesägte Teile der Profilstange auseinander gezogen werden müssen. Bei der EiMa-Doppelkopfmaschine gibt es an den beiden Maschinentischen jeweils 10 Spanner, von denen jeder ein eigenes Mess-System hat. Die Steuerung kontrolliert, ob ein Spanner auf der richtigen Position steht. Die Maschine muss also nicht mit einer Spindel zum Spanner fahren, um nachzuprüfen, ob dieser Spanner richtig positioniert ist. Das spart viel Zeit im Produktionsprozess.
Sicherheitssysteme verhindern Zusammenstoß
Bei der Doppelkopfmaschine verhindern Sicherheitssysteme, dass die beiden Köpfe zusammenstoßen und dabei beschädigt werden. "Es gibt einen Hardware-Endschalter und einen Software-Endschalter", erläutert Ralf Bammert und lässt die Köpfe schnell aufeinander zu fahren. "Bei Annäherung der Köpfe, nimmt automatisch die Geschwindigkeit ab", demonstriert Bammert und zeigt, wie die Köpfe schließlich anhalten, als sie den Mindestabstand erreichen. Neben jeder Spindel gibt es ein mitfahrendes Werkzeugmagazin, das 21 Plätze hat. Einer davon ist jeweils für das 500 mm-Sägeblatt reserviert. Zum Maschinenkonzept gehört ein Späneförderer, der abgeschnittene Teile und Späne über das Förderband zum Sammelbehälter transportiert.
Mit Sondermaschinen seit 25 Jahren erfolgreich
Die EiMa Maschinenbau GmbH hat sich auf den Bau von CNC Fräs- und Sondermaschinen spezialisiert und baut u.a. Profilbearbeitungsmaschinen nach Kundenwünschen. Bei der Entwicklung von Sondermaschinen ist es wichtig, die Wünsche des Kunden genau zu kennen und entsprechend technisch optimal umzusetzen, so die Philosophie von EiMa. Dementsprechend gilt es im Vorfeld einzuschätzen, welche Anforderungen des Kunden man mit dem bestehenden Know-how erfüllen kann, was man gegebenenfalls noch entwickeln kann und welcher Anspruch unrealistisch ist. EiMa setzt seit rund 25 Jahren mit einem erfahrenen Spezialistenteam Kundenwünsche um. "An einer Sondermaschine zu arbeiten ist für mich nichts Besonderes", erklärt entsprechend Ralf Bammert.
Bei EiMa erfolgen die mechanische und elektronische Konstruktion, die Fertigung präziser Bauteile und der Maschinenaufbau komplett im eigenen Hause. So entstehen Hightech-Anlagen, mit denen sich komplexe Bearbeitungsaufgaben lösen lassen. Erfolgreiche Arbeit braucht entsprechende Rahmenbedingungen: Zukunftsweisende Konstruktionsmethoden sichern bei EiMa kurze Entwicklungszeiten und aufgabenkonforme Ergebnisse. Bereits im Modell testet EiMa die Praxisanforderungen bis ins Detail. Das Unternehmen setzt anspruchsvolle Technologien wie beispielsweise Laservermessungssysteme ein. So wird die Basis geschaffen für extreme Genauigkeit und Prozesssicherheit.
Tipps vom erfahrenen Praktiker
Für die Programmierung dieser EiMa-Sondermaschine wird die Programmiersoftware PUMA-System® der CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH genutzt. Peter Fürle, Geschäftsführer von CAMäleon, hat die spezifischen Anpassungen des PUMA-Systems® im Hinblick auf den Einsatz mit der EiMa-Sondermaschine bei AWW Wutöschingen gesteuert. Der erfahrene Praktiker beschäftigt sich seit 25 Jahren mit der Programmierung von Profilbearbeitungszentren. Daraus resultiert ein enormes Fachwissen, das auch jetzt gefragt ist: Christian Schalk, Abteilung Systemkomponenten-Profilbearbeitung bei AWW Wutöschingen, hat ein kompliziert zu bearbeitendes Teil aus der Schienenfahrzeug-Fertigung mitgebracht. Die aufwändigen Bearbeitungen werden mit dem PUMA-System® programmiert. Peter Fürle reicht ein Blick, um zu wissen, wie sich das Teil am günstigsten produzieren lässt. "Das kann man mit Sägeschnitten machen, weil das am schnellsten geht", deutet er auf die Kanten des Werkstücks, "hier kann man nicht sägen, weil dann eine Ecke abgeschnitten würde, die stehen bleiben soll." Bei einer Tasche, die nicht durchgängig ist, sondern nur 2 mm ins Material der Seitenwand reicht, rät der Spezialist: "So eine Bearbeitung ist aufwändig. Gerade bei großen Stückzahlen lohnt sich hier eine Nachfrage beim Kunden, ob diese Bearbeitung wirklich genau so sein muss - oder, ob zeitsparend variiert werden kann."
Dank seiner Erfahrung und auch der eigenen metalltechnischen Ausbildung ist Fürle in der Lage, die Problemstellung seiner Kunden schnell zu erfassen und Optimierungen vorzuschlagen. Seine Fachkenntnis ergänzt die softwaretechnischen Möglichkeiten, die er anbieten kann. Mit der CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH vereint Peter Fürle in einem dienstleistungsorientierten Team praktische Anwenderkenntnisse und fachbezogenes Programmierwissen, das er zum Nutzen seiner Kunden einsetzt.
PUMA-System® optimiert Fertigung
Das PUMA-System® (Powerful Userfriendly Milling Application) ist eine Programmiersoftware, die Daten aus marktüblichen Konstruktions- und Kalkulationsprogrammen übernimmt, optimiert und danach Bearbeitungszentren ansteuert. Dabei wird der Fertigungsablauf in vielfältiger Weise optimiert. Dazu gehören unter anderem Wegeoptimierung, Werkzeugoptimierung, Fräsbahnoptimierung, Optimierung des Spannermanagements und Stangenoptimierung. So kann die Teilefertigung besonders schnell und wirtschaftlich absolviert werden.
Bei der Wegeoptimierung wählt das Softwaresystem die Reihenfolge der Bearbeitungsschritte so, dass sich die größte Zeitersparnis und die kürzeste Fertigungszeit ergibt. Falls gewünscht, kann der Maschinenbediener die von der Software vorgeschlagene Reihenfolge der Bearbeitungsschritte nach seinen Wünschen verändern. Die Werkzeugoptimierung vermeidet zeitintensive Werkzeugwechsel, wo immer es möglich ist. Falls es dafür geeignet ist, wird ein Werkzeug für Bohrungen, freie Fräsbahnen, Kreistaschen, Langlöcher oder Rechtecke verwendet.
Praxisgerechte Software
Durch die Fräsbahnoptimierung sorgt das PUMA-System® für optimale Arbeitsergebnisse. Beim Fräsen von z.B. Rechtecktaschen oder beim Ausräumen von Freiformen berechnet die Software alle Fräsbahnen so, dass das Werkzeug nicht zu viel und nicht zu wenig Material abtragen muss. Im Software-Programm steckt viel Fachwissen, das sich die Spezialisten der CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH bereits seit einem Vierteljahrhundert bei der Programmierung von Bearbeitungszentren angeeignet haben.
Auch komplizierte Bearbeitungen wie schräge Bohrungen in gebogenen Teilen lassen sich im PUMA-System® einfach programmieren. Die Software erzeugt eine virtuelle Fläche, auf der sich mit einer Null-Punkt-Verschiebung und einer Null-Punkt-Drehung übersichtlich arbeiten lässt. Der Bediener braucht sich dabei keine Gedanken zu machen, welche Winkel einzustellen sind - das leistet das Programmiersystem.
Zu den zeitoptimierten Programmabläufen gehört z.B. auch, dass bei Mehrkammerprofilen nur dann im Arbeitsgang gefahren wird, wenn Material auszuräumen ist - zwischen den Kammerwänden bewegt sich das Werkzeug im Eilgang. Auch, wenn bei Mehrkammerprofilen Bohrlöcher unterschiedlicher Durchmesser übereinander liegen, erkennt dies das PUMA-System® und vermeidet es, zweimal an dergleichen Stelle zu bohren. So wird an der Profilaußenseite erst das große Loch gebohrt und anschließend im tiefer liegenden Material das Loch mit dem kleineren Durchmesser. Die so erzielten minimalen Zeiteinsparungen addieren sich gerade bei großvolumigen Aufträgen zu gigantischen Summen.
Maßgenau in einer einzigen Aufspannung arbeiten
Zur effizienten, wirtschaftlichen Fertigung tragen auch andere Optionen des PUMA-Systems® wie das Spannermanagement und die Stangenoptimierung bei. Generell erlaubt die Software PUMA-System®, Teile in nur einer Aufspannung zu bearbeiten. Mit verfahrbaren Spannern werden Teile einer Stange auseinander gezogen, wenn stirnseitige Bearbeitungen erforderlich sind. Beim Spannermanagement optimiert die Software PUMA-System® die Fertigung so, dass Spanner ein Profil möglichst nicht an Stellen halten, die bearbeitet werden müssen. Überhaupt sollen die Spannelemente möglichst nicht verfahren werden, um Zeit zu sparen und hohe Genauigkeit zu erzielen. Deswegen steuert das PUMA-System® Profilbearbeitungsmaschinen mit nicht symetrischer Spindelaufhängung so an, dass sie dicht neben den Spannern bearbeiten können, ohne dass die Spannvorrichtung bewegt werden muss. Auch Sägeschnitte lassen sich mit dem PUMA-System® einfach und übersichtlich programmieren.
Passt sich vorgeschalteter Software und nachgeschalteten Maschinen an
Im PUMA-System® können die Daten von Werkstücken entweder über eine Schnittstelle aus Konstruktionssystemen übernommen oder vom Maschinenbediener über einen einfachen Dialog selbst erzeugt werden. Aus der Profildatenbank lassen sich Standardformen wie U-Profile auswählen. Anhand des Profilquerschnitts und der eingegebenen Bauteillänge erzeugt die Software dann das dreidimensionale Profil, das am PC in alle Richtungen gedreht werden kann. Über einfache Dialoge lassen sich Standardbearbeitungen wie Kreistaschen, Rechtecktaschen, Langlöcher, Bohrungen, Klinkungen und Sägeschnitte programmieren. Auch die Daten für Freiformen kann der Bediener einfach generieren.
Das fertig beschriebene Teil lässt sich drehen und wenden, um die Einlegelage in das Bearbeitungszentrum anzupassen. Dabei werden die Bearbeitungen neu berechnet: Was vorher vorne am Bauteil war, wird dann eventuell mit dem Winkelkopf von unten bearbeitet. Mit dem PUMA-System® lassen sich auch Teile programmieren, die länger als die Maschine sind. Ein spezieller Ablauf schiebt das Teil dann nach.
EiMa Maschinenbau GmbH
Die EiMa Maschinenbau GmbH entwickelt, fertigt und vertreibt CNC Fräs- und Bearbeitungszentren. Das Portfolio umfasst Maschinen zur 5-Achsbearbeitung unterschiedlicher Werkstoffe wie z.B. Stahl, Aluminium, Kunststoff, Verbundwerkstoffe und Holz. Kunden kommen unter anderem aus den Bereichen Automobilbau, Luftfahrt, Schienenfahrzeugbau, Modell- und Formenbau - um nur einige Beispiele zu nennen. Immer sind es Bereiche, in denen es auf besondere Präzision, auf Prozesssicherheit und individuelle Lösungen ankommt.
Ansprechpartner
Frank Kleindiek
+49 (7157) 536-760
+49 (7157) 526-9590
EiMa Maschinenbau GmbH
+49 (7022) 94 62-0
+49 (7022) 94 62-20
Über CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH:
Die CAMäleon Produktionsautomatisierung GmbH liefert über Standardlösungen hinausgehende spezielle Software für Profilbearbeitungszentren, mit denen stranggepresstes Aluminium, Stahl, Kunststoff oder Holz bearbeitet werden kann. Zu den Softwareprodukten von CAMäleon gehören das PUMA-System®, NC-X und NC-luX. Diese Softwarelösungen erleichtern schwierige Programmierarbeiten an mehrachsigen Profilbearbeitungsmaschinen. Zum Teil sind die Programme sogar Grundlage dafür, dass Aluminiumprofile überhaupt erst bearbeitet werden können, beispielsweise lassen sich auch gebogene Aluprofile präzise bearbeiten. Das erfahrene Team von CAMäleon kann auch firmenspezifische Softwarelösungen anbieten. Dabei profitieren die Spezialisten von einer fundierten Ausbildung zur Bedienung von CNC-Maschinen und der langjährigen Erfahrung, die sich das Team bei seiner internationalen Tätigkeit für verschiedene Hersteller erworben hat. CAMäleon hilft Endkunden dabei, effektiver zu produzieren - zum Beispiel durch verkürzte Bearbeitungszeiten. Ein umfassender Service rundet das Angebotsspektrum von CAMäleon ab.
Datei-Anlagen:
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Die EiMa-Sondermaschine wird zusammen mit der Programmiersoftware PUMA-System® eingesetzt
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Die fast 15 m lange EiMa-Sondermaschine mit 2 Spindelköpfen. Ihre Fahrständer können auf der X-Achse bis zu 100 m/min beschleunigen. Für Bewegungen auf der Y-Achse wird der ganze Maschinentisch bewegt. Beim Beladen fährt der Tisch 3 m nach vorne
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Zwei mitfahrende Werkzeugmagazine sorgen für kurze Wechselzeiten. Jedes Werkzeugmagazin nimmt auch das Sägeblatt mit einem Durchmesser von 500 mm auf
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Durch Optimierungen mit der Programmiersoftware PUMA-System® konnte die Bearbeitungszeit von 28 min auf 12,5 min verkürzt werden
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Die Spindel kann dicht neben den Spannern arbeiten, von denen jeder mit einem eigenen Mess-System zur Positionierung ausgerüstet ist
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Das 500 mm-Sägeblatt trennt Teile für die stirnseitige Bearbeitung ab
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[PDF] Pressemitteilung: Duo statt Solo: Mit zwei Köpfen doppelt so schnell bearbeiten
- Mehr Infos zu dieser Meldung unter www.pressebox.de
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