TECNO.team CMV100T: Effizienzsteigerung durch Drehfunktion

Das CMV100T von SNK ist eine hybride Werkzeugmaschine, wo der Bearbeitungsbereich mit dem Drehtisch und der Hochgeschwindigkeitsspindel vollständig umschlossen ist. Ein automatischer Palettenwechsler erhöht die Flexibilität und reduziert die Nebenzeiten.

Das Entwicklungsziel beim universellen Bearbeitungszentrum CMV100T war die Schaffung eines 5-Achs-Bearbeitungszentrums mit der Fähigkeit zur Drehbearbeitung, das sich aufgrund rationalisierter Bearbeitungsprozesse zur Produktivitätssteigerung nutzen lässt.

Im Interesse einer weiteren Effizienzsteigerung hat SNK das 5-Achs-Bearbeitungszentrum CMV100T mit der Fähigkeit zur Drehbearbeitung erweitert.

Eigenschaften des CMV100T

Durch die Kombination der Bewegungsachsen und des Konzepts langer Verfahrwege (X/Y/Z = 1.500/1.330/1.300 mm) wird trotz der 5-Achs-Konfiguration die Integration eines vertikalen und horizontalen Bearbeitungszentrums in einer Maschine verwirklicht. Die Fähigkeit zur kontinuierlichen 5-Achs-Bearbeitung ermöglicht die Anfertigung von Freiformprofilen, so dass sich die Maschine für jede Art von Werkstück eignet. Das CMV100T ist zur Bearbeitung einer großen Vielzahl an Werkstücken, von runden bis hin zu prismatischen Teilen bestimmt. Zur Gewährleistung einer konstant stabilen Bearbeitungsleistung besitzt das es eine hochfeste Spindel, die für die Bearbeitung mit hohem Drehmoment ausgelegt ist.

Beim Kegel der Spindelnase handelt es sich um den Spindelkonus BIG-PLUS BBT50. Im Drehbetrieb wird die Frässpindel mit der eigenen SNK-Methode, einer dreiteiligen Curvic-Kupplung eingespannt, damit Beständigkeit gegenüber der auf das Werkzeug einwirkenden Schneidkraft besteht (hohe Steifigkeit) und somit eine gleichbleibende Genauigkeit gewährleistet ist.

Höhere Vorschubgeschwindigkeiten

Hohe Vorschubgeschwindigkeiten und die Beschleunigungsfähigkeit der einzelnen Bewegungsachsen sind wichtige Faktoren, welche die Bearbeitungsdauer und die Bearbeitungsgenauigkeit direkt beeinflussen. Diese Faktoren müssen zur Erzielung einer hohen Produktivität berücksichtigt werden.

Obwohl es sich bei dem CMV100T um eine hybride 5-Achs-Werkzeugmaschine mit vertikalem und horizontalem Bearbeitungszentrum handelt, sind die Vorschubgeschwindigkeiten und Beschleunigungsfähigkeiten mit denen eines konventionellen 3-Achs-Bearbeitungszentrums vergleichbar. Die max. Vorschubgeschwindigkeiten der Linearachsen und der Rotationsachsen betragen 40 m/min bzw. 2.880 Grad//min. Entstanden aus einem Bearbeitungszentrum hat sich das CMV100T alle Merkmale eines Hochleistungsbearbeitungszentrums bewahrt.

NC-gesteuerte Rotationsachse

Der Tisch des CMV100T dient sowohl als NC-gesteuerte Rotationsachse als auch als Drehachse – angetrieben von einem Direktantrieb-Hybridmotor. Mit einem max. kontinuierlichen Drehmoment von 3.400 Nm, einem kurzzeitigen Drehmoment von 7.000 Nm und einer max. Rotation von 300 min-1 lässt sich der Tisch für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen verwenden.

Beim Einsatz der Maschine als 5-Achs-Bearbeitungszentrum wird das Drehmoment der C-Achse durch die NC-Steuerung kontrolliert, so dass 3-Achs- und 5-Achs-Bearbeitungen möglich sind. Durch die Fähigkeit zur Aufspannung der C-Achse lässt sich der Tisch auch zum Hochleistungsschneiden verwenden. Wenn die Maschine zur Drehbearbeitung eingesetzt wird, lässt die C-Achse eine Rotation des Tisches bis zu 300 min-1 zu, so dass das Drehen runder Werkstücke möglich ist. Weil für die C-Achse ein Direktantrieb-Motor verwendet wird, ist bei Geschwindigkeiten von bis zu 300 min-1 ein Wechsel zwischen Fräsen und Drehen ohne Umschaltvorgänge und Zeitverlust möglich.

Der Tisch ist auf drei speziellen Kugellagern gelagert, die für den kontinuierlichen Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten ausgelegt sind, so dass er den hohen Lastmomenten bei Dreharbeiten widerstehen kann. Im NC-gesteuerten Betrieb der Rotationsachse lässt sich die C-Achse als hochfeste Präzisionsachse ohne Ruckgleiten verwenden.

Hinsichtlich der Rundheit bei Dreharbeiten ist die Genauigkeit der Tisch- /Palettenoberfläche eine sehr wichtige Überlegung, weil sich die Genauigkeit der Maschinenbewegung direkt auf das Werkstück überträgt. Daher wurden zur Optimierung der Konstruktion wiederholt FEM-basierte Simulationen durchgeführt.

Arbeitsumgebung und besondere Merkmale

Mit der zunehmenden Rotations- und Vorschubgeschwindigkeit steigen die Zentrifugalkräfte an, so dass sich die Gefahren in Verbindung mit gebrochenen Werkzeugen und Spänen erhöhen. Zur Eliminierung solcher Risiken ist der Bearbeitungsbereich mit dem Drehtisch und der Hochgeschwindigkeitsspindel des CMV100T vollständig mit einem Spritzblech umschlossen. Die Fensterverglasung besteht aus mehrfach gehärtetem Glas und Polycarbonat (PC) und ist mit Eisengitter geschützt.

Zu den besonderen Merkmalen des CMV100T gehört ein automatischer Werkzeugwechsler (ATC) in Matrix-Ausführung für 130 Werkzeuge und ein automatischer Palettenwechsler (APC) für im Standard 2 (6/8) Paletten bis max. 2.000 kg. Diese Automatisierungsvorrichtungen ermöglichen den bedienerlosen Maschinenbetrieb und verbessern die Betriebszeit der Maschine. Um alle Bedürfnisse erfüllen zu können, wurde beim CMV100T auf eine Modulbauweise geachtet. Dazu gehören die Standardisierung (Modularisierung) der Maschinenteile und Komponenten anhand der Funktionalität und die Gestaltung und Herstellung von Maschinen durch die Kombination der modularisierten Teile und Komponenten.

Live auf der EMO

SNK präsentiert das CMV100T-Bearbeitungszentrum neben weiteren Neuheiten auf seinen Messeständen C 100 und E 87 der EMO 2013 in Hannover.