Die neue OKUMA MU-400V

Mit der OKUMA MU-400V zeigte Hommel CNC-Technik vom 10.-12. Juli in Köln als Europapremiere ein universelles Vertikal-BAZ für professionelle 5-Achsbearbeitung.

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Mit der OKUMA MB-V-Baureihe zeigte Hommel CNC-Technik Anfang 2002 eine neue, universelle Kompakt-BAZ-Generation, die hinsichtlich Präzision, Zerspanungdaten, Prozessstabilität und Flexibilität, Spitzenwerte auf engem Raum vereint.
Und: das Maschinenkonzept hat in der Praxis offensichtlich so überzeugt, dass der japanische Hersteller die Konstruktionsprinzipien der MB-V-Baureihe nun auch für das brandneue 5-Achsen Vertikal-BAZ MU-400V nutzt.

Maschinenbauliche Basis der (mit einem Footprint von lediglich 2.160 mm x 2.750 mm) sehr kompakt bauenden MU-400V ist ein symmetrisch aufgebautes, mit Hilfe neuester FEM-Methoden optimiertes Portal. Die simultan ansteuerbaren Achsen vier und fünf werden durch eine Schwenkbrücke mit integriertem Drehtisch realisiert. Maschinenkörper wie auch Schwenkbrücke sind stark verript. Insgesamt ist der gesamte Maschinenbau extrem torsions- und biegesteif. Die Bauweise der MU-400V reduziert einerseits die zu bewegenden Massen und garantiert andererseits (in Kombination mit weiteren konstruktiven Detaillösungen, wie Spindelkopfkühlung, Maschinenkörperventilation und Temperaturkompensation) eine sehr gute thermische Stabilität der gesamten Maschinenkinematik. Der Wärmegang ist selbst über Schichten hinweg minimal. Und das ist die beste Voraussetzung für hochpräzise Bearbeitungsergebnisse sowie maximale Prozesssicherheit.

OKUMA nennt für die Linearachsen X,Y und Z eine sehr hohe Positioniergenauigkeit von ±4 µm; als Wiederholgenauigkeit werden ±1,5 µm angegeben. Für die Rotationsachsen A und C wird eine Indexiergenauigkeit von ± 4 Bogensekunden genannt, wobei die Wiederholgenauigkeit bei ± 1 s liegt. Da jeder Anwender seinen Maschinenlieferanten auf solche Prospektangaben festnageln kann, ist davon auszugehen, dass die tatsächlichen Genauigkeiten der MU-400V in der Realität noch deutlich besser ausfallen.

Dass OKUMA mit der neuen MU-400V insbesondere qualitätsbewusste Anwender ansprechen will, zeigen zahlreiche andere konstruktive Details. Als da wären exemplarisch genannt: die THK Schwerlast-Kugelumlaufführungen mit 53 mm breiter Führungsschiene, der vibrationsarme, 5-fach gelagerte Hohlwellenmotor, das thermosymmetrisch spülende Spindelkopfkühlsystem, oder auch die sehr geringe Auskragung der Spindel. Ferner verspricht das hohe Maschinengewicht von 8.800 kg hohe Stabilität und Steifigkeit. Die Vibrationsneigung ist minimal, was in Konsequenz zum Beispiel die Werkzeugstandzeiten verlängert und nicht zuletzt die Langzeitgenauigkeit erhöht.

Allerdings verlangen Anwender neben Präzision und Zuverlässigkeit von ihren Maschinen heute auch in puncto Performance Spitzenleistungen. Aber auch hier verspricht das 5-Achsen-BAZ beste Voraussetzungen für maximalen Profit. Zum Beispiel durch die hohen Achsbeschleunigungen bis 0,75 g sowie prozesssicher handhabbare Verfahrgeschwindigkeiten bis 40 m/min im Eilgang sowie bis zu 32 m/min unter Span. Die A-Achse schwenkt 20° bis – 100° und bringt es im Eilgang auf 40 Umdrehungen pro Minute; und bei der um 360 ° drehenden C-Achse sind es sogar 50 min-1. Der Arbeitstisch hat einen Durchmesser von 400 mm. Der Werkstückdurchmesser darf maximal 600 mm betragen, und die zulässige Tischbelastung geht bis 300 kg.

Der 11 kW-starke Standardantrieb beschleunigt die Tools auf maximal 8.000 min-1 und entwickelt dabei ein maximales Drehmoment von bis zu 198 Nm. Wer höhere Drehzahlen benötigt – und hier sind vor allem Werkzeug- und Formenbauer angesprochen – bekommt die MU-400V alternativ mit Spindelnantrieben für maximal 15.000 min-1 (22 kW/199 Nm) sowie 25.000 min-1. Damit eignet sich das 5-Achsen-BAZ sowohl für filigrane Arbeiten mit kleinen Werkzeugdurchmessern, als auch für Hartbearbeitung, High-Speed-Cutting und die Volumenzerspanung mit Hochleistungsfräsern. In Stahl (SC45) realisieren Anwender ohne Probleme Zerspanvolumen bis 800 cm³/min. Für den zuverlässigen Abtransport der Späne aus dem Arbeitsraum sorgen zwei links und rechts vom Arbeitstische platzierte Schraubenspäneförderer. Das Bohren ins Volle funktioniert bis Ø 55 mm und das synchronisierte Gewindeschneiden gelingt bis M 36, wobei die um bis zu 200% erhöhte Rückzuggeschwindigkeit Nebenzeiten reduziert. Die Kühlmittelzufuhr durch die Spindel ist ebenso selbstverständlich, wie eine Späneabblaseinrichtung von außen sowie das Ausblasen von Spänen durch die Spindel Standardausstattungen sind.

Für eine kurze Span-zu-Span-Zeiten sorgt der NC-gesteuerte Doppelgreifer in Kombination mit dem seitlich in die Maschinenverkleidung integrierten Werkzeugmagazin, das wahlweise Platz für 20, 42 oder auch 48 MAS BT40 Tools bietet. Auf Wunsch adaptiert OKUMA aber auch eine Spindel mit HSK 63 Aufnahme. Die Werkzeugwechselzeit liegt bei nur 1,2 Sekunden.

Hinsichtlich Ergonomie, Servicefreundlichkeit, Energieeffizienz und Umweltschutz haben die OKUMA-Ingenieure ihren großen Erfahrungsschatz konsequent einfließen lassen. Die MU-400V ist komplett umhaust und damit prozesssauber. Auch baut die Maschine sehr kompakt. Die Arbeitshöhe des Schwenk-/Rundtisches und die gute Zugänglichkeit von Arbeitsraum und Werkzeugmagazin ermöglichen ermüdungsfreies Arbeiten ohne Verrenkungen. Die wenigen zu wartenden Komponenten sind komplett auf der Rückseite der Maschine konzentriert und ebenfalls leicht zugänglich. Die Führungsbahnen werden über eine Zentralfettschmierung versorgt. Dadurch gibt es kaum Verlustöl, was wiederum die Lebensdauer der eingesetzten Kühlschmiermittel verlängert, somit die Umwelt schont und zudem Betriebskosten senkt.

Ein weiteres gutes Verkaufsargument für Hommel CNC-Technik dürfte die moderne Steuerung OSP-E100M liefern, sowie die damit verbundene Tatsache, dass OKUMA bei Steuerung, Antrieben und Wegmesssystemen konsequent, kompetent und nachweislich erfolgreich auf eigene Qualitäten setzt. Dadurch sind auch bei der MU-400V alle Komponenten von Haus aus optimal aufeinander abgestimmt. Ein ganz wesentlicher Vorteil, und das gilt vor allem bei der 5-Achsenbearbeitung, sind die absoluten Wegmesssysteme. Da die MU-400V keinen Referenzpunkt benötigt, können nach einer Störung selbst in A- und C-Achse angestellte Werkzeuge direkt aus dem Werkstück herausgefahren werden.

Der Umgang mit den fünf Achsen, beziehungsweise die Programmierung komplexer Geometrien ist selbst für Einsteiger in diese Technologie keine Hexerei. Die OSP-E100M unterstützt die Anwender unter anderem durch ihre dialogunterstützte Programmierung (I-MAP) sowie die grafische 3D-Echtzeitsimulation (wahlweise als Vollkörper, in Schnitt- oder Transparentdarstellung) mit frei wählbaren Sichtwinkeln und Zoom-Funktion. Als weitere Highlights bündelt die OSP-E100M unter ihrer grafischen Fenster-Bedieneroberfläche (OSP-WINX) zum Beispiel eine sogenannte HI-CUT-Funktion zur Reduzierung von Schleppfehlern beim 2D-/3D-Hochgeschwindigkeitsfräsen, Standzeitüberwachung und Spindelkontrolle; ferner das umfangreiche Maschinenmanagement- und Diagnosesystem MAC-MAN bis hin zu einer integrierten Taschenbuchfunktion mit grafischer Unterstützung bei Programmier- und Bedienfragen, inklusive einer G- und M-Funktionsliste samt deren grafischer Darstellung.

Technische Daten der neuen OKUMA MU-400V: (Optionen in Klammern)

Werkzeugtischdurchmesser: 400 mm
Max. Werkstückdurchmesser: 600 mm
maximale Tischlast: 300 kg
Verfahrwege in X: 762 mm
in Y: 460 mm
in Z: 460 mm
A-Achse: 20° bis -100°
C-Achse: 360°
Hauptantrieb: 11(22) kW
Drehzahlbereich (stufenlos): bis 8000 min-1
(15.000 min-1)
(25.000 min-1)
maximales Drehmoment: 198 Nm (199 Nm)
Werkzeugaufnahme: MAS BT 40 (HSK 63)
Vorschubgeschwindigkeit: bis 32 m/min
Eilgänge in X/Y/Z: 40 m/min
A-Achse: 40 min-1
C-Achse: 50 min-1
Werkzeugwechsler: 20, (32, 48) Tools
Werkzeugwechselzeit: 1,2 Sekunden
Maximales Werkzeuggewicht: 8 kg
maximale Werkzeuglänge: 300 mm
Werkzeugdurchmesser: 90 mm
(bei freiem Nebenplatz): 125 mm
Positioniergenauigkeit X,Y,Z: ± 4 µm
Wiederholgenauigkeit X,Y,Z: ± 1,5 µm
Positioniergenauigkeit A, C: ± 4 s
Wiederholgenauigkeit A, C: ± 1 s
Steuerung: OSP E100M
Gewicht: 8.800 kg
Maße (BxTxH): 2.160×2.750×2.950 mm³

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