Fotos: Pama, Springfeld
Wirtschaftlich und flexibel

Warum die KraussMaffei Technologies GmbH mehrere Pama-Kreuzbett-Bohr- und Fräswerke in ihrem Plattenkompetenzcenter für den Spritzgießmaschinenbau einsetzt. 

PETER SPRINGFELD, BERLIN

Die Substitution von Metallkomponenten durch Kunststoffteile in allen Bereichen des täglichen Lebens schreitet unverdrossen voran und führt zu einem steigenden Bedarf an Kunststoff verarbeiteten Maschinen.

 

Ein Hersteller wie KraussMaffei steht damit vor der Aufgabe, die hohen technischen Anforderungen im Zusammenhang mit kurzen Lieferzeiten des Marktes zu erfüllen. Wirtschaftliche und flexible Fertigung sind Grundvoraussetzungen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Die KraussMaffei Gruppe mit Hauptsitz in München befindet sich in einer guten Ausgangsposition. Sie bietet als einziges Unternehmen in ihrer Branche drei sich ergänzende Maschinentechnologien für die Kunststoff und Gummi produzierende und verarbeitende Industrie an: Spritzgießtechnik, Reaktionstechnik und Extrusionstechnik. Produziert werden die Maschinen und Anlagen an den Standorten in München und Hannover (Deutschland), im slowakischen Sučany, in Näfels (Schweiz) sowie in Haiyan (China). Anwendung finden diese Maschinen unter anderem in den Branchen Medizin, Bau, Automobil sowie Verpackung.

 

Zentralisierte Fertigung von Werkzeugaufspannplatten


In München produziert KraussMaffei sämtliche Know-how-Teile für ihre unterschiedlichen Spritzgießbaureihen (z.B.: CX, GX und MX), sowie Extrusions- und Reaktionsanlagen. An den neuen Bearbeitungszentren der Fa. Pama werden überwiegend Werkzeugaufspannplatten bearbeitet, sowie Spritzengehäuse, Gleit- und Führungsschuhe. Um das geforderte Fertigungsvolumen zu sichern, beschloss das Unternehmen vor gut zwei Jahren den Aufbau eines Kompetenzcenters für Werkzeugaufspannplatten und kubische Teile. Somit erfolgte eine Ausschreibung mit konkreten Vorgaben, die es zu erfüllen galt. Dazu gehörten unter anderem die bestimmte Ausstattung der Maschine (z.B.: Stützhülse; Winkelfräskopf; Bohrpinole), die vollständige Kapselung mit einem Rauch- und KSS- Nebelabzug, sowie die Möglichkeit des hauptzeitparallelen Rüsten und Spannen. Durch die hohe Variantenvielfallt der Bauteile war ein entsprechend großes Werkzeugregal gefordert, aus dem die Werkzeuge automatisch auch in die Zusatzaggregate eingewechselt werden können. Die Zusatzaggregate sollten vollautomatisch aus einer Pick-up-Station an die Spindel adaptiert werden. „Hinzu kam die Forderung“, erläutert Traian Paven, Bereich Industrial Engineering, „das Layout zweier Maschinen so anzupassen (spiegeln), dass ein Arbeitsbereich für zwei Maschinenbediener entsteht und diese optimal zusammenarbeiten können. All diese Forderungen erfüllte die Firma Pama.“

 

Erfolgsrezept für eine gute Zusammenarbeit


Als KraussMaffei den Entschluss fasste, das Kompetenzcenter für die Plattenbearbeitung aufzubauen, befand sich bereits ein Kreuzbett-Bohr- und -Fräswerk der Firma Pama vom Typ „Speedmat 2“ im Einsatz. „Diese Maschine“, erläutert Traian Paven, „bildete nach der Investitionsentscheidung für Pama eine gute Grundlage für die Erarbeitung eines Lastenheftes für weitere Maschinen. In denkbar guter Zusammenarbeit mit Pama haben wir auf der Grundlage der Pama-Standardmaschinen aus dem Baukasten ‚Speedmat HP‘ drei Maschinen so konfiguriert, dass sie genau auf unsere Fertigungsbelange ausgerichtet sind.“

 

Speedmat-Maschinen im Kompetenzcenter


Die Baureihe der Kreuzbett-Bohr- und Fräswerke und Bearbeitungszentren Speedmat besteht aus vier Grundmodellen mit Bohrspindeldurchmessern von entweder 130 oder 160 mm und Paletten von 1250 x 1250 bis 2000 x 2500 mm. Die 2012 gelieferte „Speedmat 2“ bietet zwei Wechselpaletten der Größe 1600 x 1600 mm und eine Tischbelastung von 16000 kg.


Für den stabilen, schwingungsdämpfenden Betrieb sind alle Hauptbaugruppen aus Guss gefertigt. Die B-Achse, auf der sich der Drehtisch bewegt, besitzt eine hydrostatische Führung. Die Werkstück aufnehmenden Paletten lassen sich mit 12000 kg belasten. Die W-Achse (Pinole) bietet einen Verfahrweg von 800 mm. Das Werkzeugmagazin stellt 316 Plätze zur Verfügung. „Der modulare Aufbau der Maschinen gab uns die Grundsicherheit, dass Pama auch noch höhere Anforderungen erfüllen kann. In der Zusammenarbeit bei der Inbetriebnahme, im Engagement der Pama-Fachleute haben wir“, hebt Traian Paven hervor, „exakt die Potenziale gesehen, die es uns dann tatsächlich ermöglichten, die drei neuen Maschinen so aufzurüsten, dass sie exakt unseren Anforderungen entsprechen.


Ab Dezember 2014 installierte Pama aus der Produktreihe Speedmat HP, die aus 7 Grundmodellen besteht, die kleinere Maschine, eine „Speedmat HP 3“. Den vorgesehenen Aufgaben entsprechend, ist sie mit Werkstückwechselpaletten der Größe 1250 x 1250 mm ausgerüstet. Sie können mit insgesamt 8000 kg schweren Werkstücken (einschließlich Vorrichtungen) belastet werden. Der Bohrspindeldurchmesser beträgt 130 mm. Ab Februar 2015 begann die Installation der dritten und vierten Maschine, einer „Speedmat HP 5“ und einer „Speedmat HP 6“, deren Layout spiegelbildlich zur „Speedmat HP 5“ aufgebaut ist. Bis zu diesem Zeitpunkt haben Pama-Fachleute, Siemens-Steuerungsspezialisten und alle am Projekt beteiligten Mitarbeiter von KraussMaffei so effizient zusammengearbeitet, dass die drei „Speedmat HP“-Maschinen mit den geforderten technologischen Fähigkeiten ausgeliefert wurden.


„Zu den Neuerungen“, schildert Frank Seifert, Pama-Sales Manager, „gehören die neuen Umhausungen, die die Fertigung leiser machen, die Abluft filtern und vor Späneflug schützen. Es wurde ein neues Werkzeugmagazin entwickelt, in dem große und breite Werkzeuge effizienter abgelegt werden, was durch die neu erstellte Software ermöglicht wurde. Weiterhin erhielten die ‚Speedmat HP‘- Maschinen ein Update der neuen CNC Sinumerik 840D sl-Steuerung. Des Weiteren sind weitere Bearbeitungszyklen eingeflossen, die wir in Zusammenarbeit mit Siemens und KraussMaffei entwickelt haben. Beispielsweise wurde der Zyklus 800 in die Steuerung integriert, damit die Programmierung der Winkelfräskopfbewegungen zur Bearbeitung in unterschiedlichen Ebenen erheblich vereinfacht wird. Durch die Optimierung von Werkzeugwechselzeiten und Wechselzeiten von Winkelfräsköpfen konnten Span zu Span Zeiten reduziert werden. Darüber hinaus konnten wir die Voraussetzungen dafür schaffen, dass sich die Winkelfräsköpfe zwischen allen vier Maschinen, also auch der ‚Speedmat 2‘, im Bedarfsfall austauschen lassen.“

 

Hohe Fertigungsleistung


Durch den drei oder Mehrschichtbetrieb der vier Anlagen ist die sichere Abarbeitung des Auftragsvolumens gewährleistet. Jede Pama-Maschine arbeitet standardmäßig an einem zugewiesenen Teilespektrum. Durch die enge Abstufung der Palettengröße besteht die Möglichkeit, Kapazitätsvolumen schnell und sicher zwischen den Maschinen zu verschieben.


Auf der „Speedmat 2“ werden unter anderem Gehäuse für die Spritzeneinheit bearbeitet „Bereits dort“, erklärt Dr.-Ing. Marc Lotz, Leiter Fertigung, „konnten wir durch das Maschinenkonzept, Vorrichtung- und Spanntechnologien eine erhebliche Reduzierung der Bearbeitungszeit erreichen. Zudem werden durch das hauptzeitparallele Rüsten und Spannen der Werkstücke auf Wechselpaletten Stillstandszeiten vermieden.“


Der Schwerpunkt des Bearbeitungsspektrums der Speedmat HP 5 und 6 konzentriert sich auf Werkstückaufspannplatten für Spritzgießmaschinen. Die größte Werkstückwechselpalette beträgt 2000 x 2000 mm und ist für eine Belastung von 20000 kg ausgelegt. Der Längsverfahrweg des Drehtisches auf der X-Achse beträgt 3800 mm, des Ständers in Z-Richtung 3200 mm. Der Spindelkasten bewegt sich auf der 2500 mm langen Y-Achse. Die Bohrspindel (W-Achse) bietet einen Axialverfahrweg von 800 mm.


Zum Ensemble der qualitätssichernden Konstruktionsdetails der „Speedmat HP“-Baureihe gehört unter anderem auch die hydrostatische Führung der Bohrspindel in der Frässpindel. Mit diesem System gibt es keine Stick-Slip-Effekte. Die Bohrspindel erreicht dadurch eine höhere Positioniergenauigkeit und verzeichnet eine deutlich erhöhte Dämpfung und Steifigkeit im Prozess. Im Eilgang bewegt sich der Tisch mit 25000 mm/min in X-Richtung, die Y- und Z-Achse zu 30000 mm/min. Zum Erreichen einer hohen Zerspanleistung treibt ein 52-kW-Motor die 160 mm-Spindel der „Speedmat HP 6“ an. Die Maschinen besitzen eine temperierte Kühlmittelanlage, die mit 60 bar (20 l/min) Innenkühlung und 8 bar (70 l/min) Außenkühlung arbeitet. Genutzt wird dies bei der Zerspanung sowie bei der Spänespülung im Bearbeitungsraum. Wird für die Bearbeitung der automatische Winkelfräskopf benötigt, braucht die Maschine für die gesamte Wechselprozedur (automatische Abnahme der Abdeckplatte vom Spindelkasten und Zuführung des Fräskopfes aus der Pickup-Station) 90 s. An dieser Stelle wird auch der Vorteil sichtbar, dass Pama die Winkelfräsköpfe selbst entwickelt und fertigt.


Zur hohen Produktivität leistet auch das neue Werkzeugmagazin seinen Beitrag. Es bietet insgesamt 400 Plätze. Zum Be- und Entladen der Werkzeuge bewegt sich im Magazin ein Linearroboter. Dieser übergibt das einzuwechselnde Werkzeug einem Doppelgreifer, welcher das auszutauschende Werkzeug aus der Spindel nimmt und der Spindel das einzuwechselnde Werkzeug übergibt.

 

Sicherheit der Auftragsbearbeitung trotz hoher Varianz


„Der Großteil unserer Maschinen“, betont Traian Paven, „wird entsprechend des Kundenwunsches gefertigt. Die auftragsbezogene Konstruktion wird in Form einer Zeichnung und eines 3D Datensatzes an die Arbeitsvorbereitung und NC- Programmierung übergeben. Die benötigten NC Programme werden mittels eines CAM-Systems erstellt, mit dem auch eine hundertprozentige Kollisionsüberwachung /Simulation durchgeführt wird. NC-Programm, Spannskizzen und Werkzeuglisten werden über einen Server direkt an die Maschine übermittelt. Dies dient zur optimalen und hauptzeitparallelen Vorbereitung der Werkstückpaletten.


Nicht zuletzt trägt auch der Einsatz des Werkzeug-Identifikationssystems Balluff BIS-C zur sicheren Qualitätsbearbeitung bei. Nach den durchgeführten Bearbeitungen werden bei der Entladung des Werkzeuges alle aktualisierten Werkzeugdaten (T-Nummer, Geometriedaten, Standzeit) von der Steuerung auf den Codeträger zurückgespeichert.


Die abschließende Bewertung der erreichten Ergebnisse fasst Traian Paven kurz, aber prägnant zusammen: „Im nächsten Jahr werden wir die fünfte ‚Speedmat HP‘-Maschine installieren. Derzeit wird alles für ihre Inbetriebnahme im Werk in Haiyan (China) vorbereitet.“ „Damit“, freut sich Frank Seifert, „wird wieder einmal ein für Pama erfreuliches Ergebnis erreicht: Pama hat in den letzten 10 Jahren rund 770 Maschinen an zirka 350 Kunden verkauft. Im Durchschnitt kauft also jeder Pama-Kunde zwei Maschinen.“

www.pama.de

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Beitrag aus dima 6/2015:

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