FISCHER (21 C ±0.5 C)

Transkript

1 Präzision hoch zwei Wenn zwei Schweizer Traditionsfirmen eng zusammenarbeiten und sich ihr Streben nach Präzision multipliziert die Erfolgsstory über eine beispielhafte Implementation einer Erstserienmaschine, welche seit ihrer Inbetriebnahme störungsfrei im 2-Schicht- Betrieb läuft; Made in Switzerland, Made im Kanton Bern. Seit nunmehr zwei Jahren ist bei der FISCHER AG Präzisionsspindeln im bernischen Herzogenbuchsee die erste ausgelieferte CNC-Universal-Innenrundschleifmaschine S141 der neusten Generation von STUDER in einem 2-Schicht-Betrieb im Einsatz und das ohne einen einzigen Zwischenfall. Für die Schleifoperationen von zentralen Komponenten hochgenauer Bohr-, Fräs- und Schleifspindeln, setzt der Spindelspezialist auf die neuste Technologie aus dem Hause STUDER ausgerüstet mit FISCHER Präzisionsspindeln. In einer eigens neu gebauten, vollständig klimatisierten Fertigungshalle (21 C ±0.5 C) können so Bauteile von Ø8 x 80 mm bis Ø400 x 1000 mm hochpräzise geschliffen werden. Die hohe Flexibilität der STUDER S141, die einfache Bedienung der Steuerung sowie das komplett durchdachte gesamte Maschinenkonzept waren dabei entscheidende Kriterien. Um Bauteile hochpräzise schleifen zu können, müssen zahlreiche Komponenten optimal zusammenspielen. Eine ist naturgemäss die Schleifmaschine, eine weitere die exakt klimatisierte Umgebung, in der die Maschine arbeitet. Die FISCHER Spindle Group, Schweizer Familienunternehmen mit 75 Jahren Erfahrung im Bau von Präzisionsspindeln, hat im Stammwerk in Herzogenbuchsee 2014 in beide Komponenten gesamthaft mehrere Millionen Schweizerfranken investiert. Das erklärte Ziel war: Präzision für die Spindelkernteile Welle, Hülse und Lagerflansch. Für deren Produktion hat FISCHER eine neue, vollklimatisierte Präzisionsschleiferei samt Qualitätsprüfung gebaut. Wir suchen immer die Präzision und die ist nun mal temperaturabhängig, begründet Walter Burtscher, Leiter Produktionstechnik bei FISCHER. Um die Klimatisierung der neuen Präzisionsschleiferei nicht nur stabil, sondern auch mitarbeiterfreundlich zu gestalten, ist FISCHER ganz neue Wege gegangen. Weil Luftzug in der Halle vermieden werden sollte, entschied man sich für eine Konstruktion mit Deckenstrahlplatten, von denen die gekühlte Luft diffus nach unten sinkt. Eine Klimatisierung alleine über die Deckenstrahlplatten wäre allerdings nicht ausreichend gewesen, also wurde nach einer ergänzenden Lösung gesucht. Mit einem Volumen von 52 x 32 x 0.5 m Stahlbeton dient die Bodenplatte dem Gebäude als thermischer Grundspeicher, welcher sich mit einem ausgeklügelten Energiemanagement auf einer konstanten Temperatur halten lässt. Auch die Wärmeenergie in der Halle aus Quellen wie Schaltschränken oder Hydraulikaggregaten wird abgeführt. Von unseren Mitarbeitern ist dieses Gesamtkonzept sehr gut aufgenommen worden. Vor allem auch, weil wir das Temperaturniveau in der Halle auf 21 C ±0.5 C gegenüber dem üblichen Standard von 20 C leicht

2 angehoben und so für die Mitarbeitenden eine angenehme «Arbeitstemperatur» geschaffen haben, ist Burtscher zufrieden. Der Prüfraum in der Halle, wo eine 3D-Messmaschine auf schwingungsgedämpftem, wassergekühltem Boden jederzeit in die Qualitätsprüfung gehen kann, wird heute auf 21 C ±0.25 C geregelt. Die Fertigung ist auf Präzision ausgerichtet Gebaut haben wir die Halle für die Präzision, betont der Leiter Produktionstechnik von FISCHER nochmals. Hier schleifen wir heute alle Kernteile für unsere Spindeln. Bei einer Welle zum Beispiel müssen dabei Längenmasse, Rundheit und Koaxialität mikrometergenau und in der Kombination zueinander eingehalten werden. In die Präzisionsschleiferei kommen die Bauteile nach der Weichbearbeitung und dem Härten, um hier mit Innen-, Aussen-, und Komplettschleifen ihre exakte Geometrie zu erhalten. Und genau in diesem Bereich kommt STUDER mit ihren Präzisionsschleifmaschinen als langjähriger und verlässlicher Partner ins Spiel wurde der Maschinenpark um eine STUDER Universal- Innenrundschleifmaschine des Typs S141 der neusten Generation ergänzt. Mit der ersten von STUDER ausgelieferten Serienmaschine dieses Typs, wie Walter Burtscher nicht ganz ohne Stolz betont. So können heute Werkstücke von Ø8 x 80 mm bis Ø400 x 1000 mm hochpräzise geschliffen werden. Entscheidend für diese Investition war die Möglichkeit, hochpräzise Innenschleifoperationen, unter anderem in den Winkel geschwenkte Kegel und auch Aussenschleifoperationen zusammenzulegen und diese mit hoher Wiederholgenauigkeit flexibel ausführen zu können. Nicht zuletzt brauchten wir für die Fertigung unserer Produkte, speziell das Gewindeschleifen, eine hochpräzise C-Achse, betont Burtscher. Und weil wir Teile in kleinen Losen fertigen, waren die gute Umrüstbarkeit und hohe Bedienfreundlichkeit neben der Präzision entscheidende Argumente für die STUDER S141. Neue Generation von Innenrundschleifmaschinen Als FISCHER die Innenrundschleifmaschine 2014 in Betrieb nahm, war es weltweit die erste Maschine dieser Baureihe, die STUDER ausgeliefert hatte. Damit war das erste Modell einer neuen Maschinenplattform auf dem Markt. Mit der Plattform bietet STUDER Herstellern, die eine grosse Bandbreite an Produkten fertigen, Maschinen in unterschiedlicher Grösse, aber stets gleicher Technologie an. Die S141 ist dabei als Teil einer durchgehenden Palette von Innenrundschleifmaschinen zu verstehen, die aus den Baureihen S121, S131, S141 und S151 besteht. Die S141 ist eine Universal-Innenrundschleifmaschine der neusten Generation, die nach dem Baukastenprinzip konzipiert wurde, berichtet Bruno Auer, Bereichsleiter Innenschleifen bei STUDER seit Je nach Modell ist sie für Werkstücke bis 300, 700 oder 1300 mm Länge bei einem Gewicht von je 250 kg ausgelegt. Beim Durchmesser kann

3 der Anwender bis 400 mm arbeiten, wobei sich der gesamte Arbeitsbereich überschleifen lässt. Um Werkstücke dieser Abmessungen exakt bearbeiten zu können, wurde die S141 mit einem gross dimensionierten, automatisch schwenkbaren Drehtisch ausgestattet, der Stabilität garantiert. Stabilität erhält die S141 vor allem auch durch ein Maschinenbett aus dem schwingungsdämpfendem Mineralguss Granitan, das sehr temperaturstabil ist und damit eine hohe Masshaltigkeit aufweist. Direkt im Maschinenbett abgeformt ist das Führungsbahnsystem StuderGuide, das im gesamten Geschwindigkeitsbereich für hohe Genauigkeit bei grosser Tragfähigkeit sorgt. Dass dieses Führungsbahnsystem von Linearmotoren angetrieben wird, ist neu im Bereich Innenschleifen, betont Auer. Bis in welche Details STUDER bei der S141 nachgedacht hat, zeigt ein neues Faltenbalgkonzept, das gemeinsam mit einem Faltenbalghersteller entwickelt wurde. Ohne Naht und mit einer gewölbten Fläche konzipiert, läuft das Kühlmittel deutlich besser ab als bei konventionellen Bälgen. Dass sich der Maschinenhersteller aus Thun intensiv mit der Energieeffizienz seiner Produkte beschäftigt, zeigt der Spindelrevolver der S141, der bis zu vier frequenzgesteuerte Schleifspindeln (davon zwei Aussenschleifspindeln) aufnehmen kann und mit einem Direktantrieb und einer Hydraulikbremse ausgestattet wurde. Die Hydraulikbremse erlaubt es, den Antriebsmotor abzustellen und den Revolver zu klemmen, wodurch seine Steifigkeit erhöht und Energie gespart wird, sagt Antonio Bottazzo, Verkaufsleiter bei STUDER. Dabei lässt sich der Spindelrevolver wie auch der Drehtisch schnell und hochgenau zur nächsten Position drehen. Angepackt hat STUDER das Thema Energieeffizienz aber auch über die Sperrluft der Spindel und das zeitweilige Ausschalten der Hydraulikaggregate. So verbraucht die S141 heute rund 20 Prozent weniger Energie als ihre Vorgängermaschinen. Darüber hinaus haben wir eine komplett neue Generation von Lünetten entwickelt, die in vier Grössen verfügbar sind und mit einer Hand bedient werden können, sagt Philippe Schmider, Gebietsverkaufsleiter bei STUDER. Ohnehin war das Thema Ergonomie, das hier zum Ausdruck kommt, einer der wichtigsten Punkte bei der Entwicklung der Innenschleifmaschine. Indem die ganze S141 um dieses Thema herum optimiert wurde, ist das Werkstück für den Bediener stets sehr gut zugänglich, so Schmider weiter. Das gilt auch beim Formen- und Gewindeschleifen, die dank einer C-Achse zum Werkstückspindelstock möglich sind. Neue Wege ist STUDER zudem beim Abrichten gegangen, wo ein flexibles Konzept mit einer oder zwei Abrichtstationen entwickelt wurde. Nutzt der Anwender zwei Abrichteinheiten, kann er diese wechselseitig in den Abrichtplatz einschwenken beziehungsweise daraus hochklappen lassen. Dieses Konzept gibt es bei keiner anderen Innenschleifmaschine, betont Auer. Fit ist die S141 schliesslich auch für den Anschluss diverser Lader- und Peripheriegeräte, da standardisierte Schnittstellen vorinstalliert wurden.

4 Die Maschine passt zu uns Vom ersten Tag an haben wir mit der Maschine im 2-Schicht-Betrieb «scharfe» Teile geschliffen, berichtet Burtscher über die Erfahrungen mit der S141. Dabei haben wir schnell festgestellt, dass es eine sehr genaue Maschine ist. Neben der höheren Genauigkeit, die heute erreicht wird, lassen sich Toleranzen, die schon früher gefertigt wurden, mit deutlich geringerem Aufwand umsetzen. Insofern haben wir unsere technologischen Möglichkeiten erweitert und die Effizienz der Fertigung erhöht. Das wird auch an den kürzeren Rüst- und Hauptzeiten deutlich, mit denen wir auf eine Optimierung der Fertigungszeiten blicken können, sagt der Leiter Produktionstechnik. Man kann sagen: Die S141 ist dafür prädestiniert, Spindelteile in grosser Variationsbreite und hoher Qualität zu fertigen. Dabei kommt uns ihre hervorragende Handhabbarkeit zugute, sei es beim schnellen Einrichten auf unterschiedlich lange Wellen, die fliegend oder mit Lünette bearbeitet werden müssen, sei es beim schnellen Verschieben des Werkstückspindelstocks oder beim schnellen Anfahren von Einzelstücken. Ein weiterer Pluspunkt sei die intuitive Bedien- und Programmier-Software StuderWIN. Die Maschine entspricht genau unseren Bedürfnissen, fasst Burtscher zusammen und betont abschliessend: Die langjährige gegenseitige Kunden-Lieferanten Beziehung mit STUDER steht stellvertretend für das hohe Qualitäts- und Leistungsbewusstsein der beiden Unternehmen. Eine Zusammenarbeit, die funktioniert. Bei FISCHER in Herzogenbuchsee werden seit zwei Jahren die Kernteile von Präzisionsspindeln auf einer CNC-Universal-Innenrundschleifmaschine S141 von STUDER gefertigt.

5 Der Schleifspindelrevolver nimmt bis zu vier Schleifspindeln auf, bis zu zwei davon können Aussenschleifspindeln sein. Die neuen Lünetten der S141, verfügbar in vier Grössen, sind mit einer Hand ergonomisch zu bedienen.

6 Auf der S141 lassen sich bis zu zwei Abrichteinheiten einsetzen, die zum Abrichten eingeschwenkt werden. Anwender FISCHER AG Präzisionsspindeln CH-3360 Herzogenbuchsee Tel Hersteller Fritz Studer AG CH-3602 Thun Tel Autor: Dr.-Ing. Michael Hobohm, freier Journalist in Bad Endorf/Deutschland, Bilder: STUDER Publiziert in: Schweizer Präzisions-Fertigungstechnik 2015 (Text aktualisiert im 2016)