Vor vier Jahren kam die erste 5-Achs-Maschine. Die Möglichkeiten, die sich damit ergaben, führten dann bei der JOMA-POLYTEC GmbH in Bodelshausen 2017 zu der Entscheidung, in eine weitere 5-Achs-Maschine zu investieren. Ziel war allerdings, damit völlig neue Wege zu gehen. Zunächst beabsichtigte man mit der Maschine 60 Prozent Grafitelektroden und 40 Prozent Stahl weich und hart zu fräsen. Für dieses Produktspektrum beschäftigten sich die Verantwortlichen deshalb auch sehr intensiv mit dem Thema Automatisierung.
Und so war sehr schnell definiert, welche Anforderungen die neue Maschine mitbringen sollte: Eine universelle Lösung mit fünf Achsen und entsprechender Automation, die maßgeschneidert zum Produktportfolio in Bodelshausen passte. In die engere Wahl kamen drei Maschinenhersteller. Entschieden hat man sich für die High Speed Eagle V9 von OPS-INGERSOLL.
Gründe dafür gab es genug, so Robert Wagner, stellv. Leiter Werkzeugbau: „Zunächst war es das Maschinenkonzept mit dem doppelten Gantry-Antrieb in der X- und Y-Achse und der hochdynamischen Dreh-Schwenkachse. Wir suchen zwar nicht die Sekunde, aber Dynamik in Verbindung mit hoher Genauigkeit. Das heißt, es ist eine logische Konsequenz, dass sich daraus einerseits mehr Stabilität, andererseits auch mehr Dynamik ergibt. Unabhängig davon haben wir mit unseren Erodiermaschinen von OPS-INGERSOLL durchweg positive Erfahrungen gemacht und so hat auch das zur Entscheidungsfindung beigetragen. Letztendlich war es dann aber die Kombination: Universell und automatisiert, ein Konzept, das wir als eine für uns absolut passende Branchenlösung sehen.“
Seit November 2017 wird auf der High Speed Eagle V9 gefräst. Sowohl weich wie hart bis HRC 62 und Grafitelektroden. Waren das die ersten zwei Monate noch 142 Stunden pro Monat, konnte die Spindelauslastung mittlerweile auf 378 Stunden pro Monat gesteigert werden, womit man sich der ursprünglichen Planauslastung annähert. Eine Situation, so Jörg Müller, Gebietsverkaufsleitung OPS-INGERSOLL, von der Anwender der High Speed Eagle V9 häufig überrascht werden: „Für viele unserer Kunden ist die Geschwindigkeit eine völlig neue Dimension. Zunächst ist das sicher auf die hohe Zerspanleistung der Anlage zurückzuführen. Deshalb wird die Maschine ja auch in der Serienfertigung bei unterschiedlichsten Werkstoffen eingesetzt. Man muss dabei aber vor allem die Vorbereitungen und den Programmieraufwand in den Griff bekommen, denn der kann höher sein als die reine Fräszeit.“
„JOMA-POLYTEC hat sich für die MultiChange Light PLUS TOOLS-Automation mit 121 Werkzeugplätzen, 112 Elektrodenplätzen plus acht Paletten entschieden. Weiterhin verfügt das Handlingsystem über 33 zusätzliche Werkzeugplätze, aus welchen bei Bedarf Fräswerkzeuge in die Frässpindel eingewechselt werden können. Einen weiteren großen Nutzen bietet das OIPM-Chip-Identsystem, mit dem wird durch die Anbindung an Erodiermaschinen ein kompletter Workflow geschaffen. Das sind Optionen, die in der Summe zu einer wesentlich höheren Produktivität führen.“, so Jörg Müller.
Hohe Präzision, Oberflächen mit Schleifqualität
In Bodelshausen spielen neben dem flexiblen Einsatz aber auch die Gewichte von Formeinsätzen und -trennungen sowie die Präzision eine wesentliche Rolle. Die 50 bis 60 kg Werkstückgewichte stellen dabei für die Torque-Antriebe in den Dreh-/Schwenkachsen kaum eine Herausforderung dar. Durch die tiefe Lage der Schwenkachse ist zudem eine bestmögliche Nutzung des Arbeitsraums mit maximalen Werkstückgrößen bis zu Durchmesser 600 mm und einer Höhe von 550 mm gegeben. Bei den Temperaturunterschieden, die in Bodelshausen vorhanden sind, müssen Toleranzen am Werkstück innerhalb von plus minus einem Hundertstel Millimeter erreicht werden. Auch deshalb waren sowohl das Polymerbetonbett wie die Temperaturstabilität der Anlage für die Verantwortlichen ein elementarer Aspekt.
Dazu Thomas Kohler, Leiter Werkzeugbau: „Wir haben die Option Präzisionspaket aus unterschiedlichen Gründen gezogen. Aufgrund der Temperaturschwankungen in unseren Produktionsräumen ist es für uns notwendig, eine hohe thermische Stabilität in unseren Maschinen vorzuhalten, die uns in der Endbearbeitung trotz der ungünstigen Umgebungsbedingungen eine sehr hohe Präzision am Werkstück sicherstellt. Hier erreichen wir bei der Bearbeitung Oberflächenqualitäten, die denen eines Schleifprozesses entsprechen, so dass wir damit die noch notwendige Nachbearbeitungszeit auf ein absolutes Minimum reduzieren können.“
Oberflächen, an welchen auch das ATS Aerosol-Paket einen wesentlichen Anteil hat. Demnach würde man am liebsten alle Maschinen mit ATS ausrüsten, denn die Maschine sieht trotz Bearbeitung im Mischbetrieb mit Stahl und Grafit nach wie vor aus wie neu.
Keine Grenzen für weitere Automation
Universell aber auf die eigenen Anforderungen zugeschnitten, auch deshalb hat man die Spindelvariante HSK E50 (36.000 min-1, 17 kW) gewählt. Eine Spindel, die ideal für eine multifunktionale Bearbeitung unterschiedlicher Materialien geeignet ist. Somit ist einerseits ein hohes Drehmoment bei gleichzeitiger gleichmäßiger Spindelbelastung für die Stahlbearbeitung, andererseits aber auch die notwendige Dynamik für alle sonstigen Prozesse gegeben. Es besteht auch die Möglichkeit die Automationszelle durch eine zweite Maschine zu ergänzen und die Ausbringung damit zu verdoppeln.
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