Leistungssprung für die E-Motoren-Produktion

Die VT 2-4 ist eine 4-achsige Wellendrehmaschine für Wellen bis 400 mm Länge und 63 mm Durchmesser

Ein großes Wachstum prognostizieren Experten dem Markt für Elektromotoren – gerade wenn es um hoch effiziente Antriebe geht. Auch nach dem Willen der EU-Kommission sollen sie bis 2020 ineffiziente Motoren in der Industrie und in anderen Bereichen verdrängen. Was bedeutet diese Entwicklung für Hersteller, die mit Innovationen und hoher Qualität im Markt punkten möchten? Das Beispiel Wellenbearbeitung macht es deutlich: Damit die Herstellung der komplexen Bauteile noch effizienter wird, stehen die eingesetzten Fertigungssysteme im Blickpunkt. Eine passgenaue Lösung für die Produktion von Elektromotorenwellen hat aktuell die EMAG Gruppe entwickelt: Die automatisierte Vertikaldrehmaschine VT 2-4 sorgt für Leistungssprünge bei der Wellenherstellung.

Um bis zu 30 Prozent soll nach dem Willen der EU-Elektromotoren-Richtlinie die Energieeffizienz vieler elektrischer Antriebssysteme in den nächsten Jahren gesteigert werden. Dies bedeutet, dass sich für die Hersteller von Elektromotoren ein riesiger Markt eröffnet. Allerdings ist die Entwicklung auch eine Herausforderung: Bei der Herstellung der Komponenten sind nicht nur effektivere Produktionslösungen gefragt. Zugleich steigen mit der Konstruktion moderner Motoren auch die Anforderungen an die Bauteile. „Wir kennen diese Herausforderungen bei der Herstellung von zentralen Komponenten für den Elektromotor“, erklärt Dr. Guido Hegener, Geschäftsführer der EMAG Salach Maschinenfabrik GmbH. „Gerade die anspruchsvolle Wellenbearbeitung steht im Blickpunkt – und von der Werkzeugmaschine hängt dabei viel ab: In der Serienfertigung muss sie mit kurzen Nebenzeiten für niedrige Bauteilkosten sorgen und gleichzeitig flexible Fertigungsprozesse sicherstellen.“ 

4-Achs-Bearbeitung von Elektromotorwellen in hohen Stückzahlen

Über einen Greifer im Revolver wird die Maschine beladen. Er nimmt die Werkstücke von der seitlichen Werkstückzuführung auf.

Automation sorgt für kurze Nebenzeiten
Mit der vertikalen, 4-achsigen Pick-up-Drehmaschine VT 2-4 haben die Spezialisten eine solche Lösung für Wellen bis 400 Millimeter Länge und 63 Millimeter Durchmesser entwickelt. Vor allem bei höheren Stückzahlen zeigt sich die Stärke der Anlage, weil ihre Automationslösung für sehr schnelle Span-zu-Span-Zeiten und niedrige Bauteilkosten sorgt: Über Werkstückgreifer werden die Rohteile in die Maschine transportiert und nach der Bearbeitung wieder entnommen. Je nach Werkstück dauert diese Wechselzeit nur sechs bis acht Sekunden. „In einer großvolumigen Produktion summieren sich diese kurzen Nebenzeiten zu einem enormen Zeitgewinn“, erklärt Guido Hegener. „Zudem garantieren sie eine energieeffiziente Produktion. Immerhin verbraucht eine Werkzeugmaschine einen Großteil ihrer Energie während der Stillstandszeiten.“

Auch der eigentliche Drehprozess mit einer Drehzahl von 6.000 min-1 vollzieht sich in extrem kurzen Zyklen. Die Welle wird vertikal zwischen Hauptspindel und Reitstock eingespannt und von zwei Seiten bearbeitet. Dafür stehen zwei Werkzeugrevolver mit jeweils zwölf Plätzen zur Verfügung, die mit Drehwerkzeugen oder angetriebenen Werkzeugen bestückt sind (ein Platz ist durch den Greifer belegt). Für das Fräsen z.B. von Passfedernuten kann die Maschine optional mit einer Y-Achse ausgestattet werden. Für dauerhafte Prozess-Sicherheit sorgt die vertikale Anordnung des Bauteils – durch den freien Spänefall werden Spänenester im Maschinenraum vermieden.

Platzwunder mit vielen Optionen
Entscheidend für eine wirtschaftliche Produktionsplanung sind nicht zuletzt die Außenmaße der Maschine. So ist bereits ihr Grundkörper klein, weil die vertikale Anordnung nur wenig Raum beansprucht. Auch müssen Produktionsplaner keine zusätzlichen Roh- und Fertigteilspender einplanen – sie sind ein integraler Bestandteil der VT 2-4. Zusätzlich lassen sich die Maschinen in einer engen Linienanordnung zu einem Fertigungssystem verketten. „Insgesamt haben wir ein sehr kompaktes Fertigungssystem entwickelt, das extrem flexible und somit auch zukunftssicher ist“, erklärt Guido Hegener.

Schnelle Span-zu-Span-Zeiten, dazu die Vorteile der vertikalen Bearbeitung – wie sind die Marktchancen dieses Konzepts? „Gerade wenn es um die Herstellung von Wellen für Elektromotoren geht, sehen wir viele Einsatzmöglichkeiten“, sagt Guido Hegener. „Wir bieten ein System, mit dem sich anspruchsvollste Zerspanungsaufgaben direkt umsetzen lassen und das zugleich für eine massive Kosteneinsparung steht. Diese Qualität wird sich durchsetzen.“

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