Produktbericht der Pfiffner Gruppe zur AMB in Stuttgart Pfiffner - Production Transfer PT 45-16 und PT 52-12 CNC. Die Evolution der Rundtaktmaschine mit deutlich gesteigerter Flexibilität und Präzision. Kompakte Rundtaktmaschine universell einsetzbar. Flexibilität und Produktivität ein Gegensatz per se. Nur Pfiffner ist in der Lage eine Maschinenbaureihe zu entwickeln die diese beiden Leistungen in sich vereinigt. Die neue PT Maschinenbaureihe schafft den außergewöhnlichen Spagat zwischen Flexibilität und Produktivität. Hinter der Entwicklung der neuen Rundtaktmaschine Production Transfer von Pfiffner stehen hochkarätiges fachliches Know-how in der Zerspanungstechnik und über 40 Jahre Erfahrung mit Rundtaktmaschinen. Die Ingenieure bei Pfiffner haben sich zum Ziel gesetzt, die Umrüstbarkeit gegenüber den bisherigen Rundtakttechnologien wesentlich zu verbessern. Der Schlüssel dazu wurde über einen extrem hohen Standardisierungsgrad gefunden. Im Wesentlichen dadurch, dass unabhängig davon für welche Bearbeitung (z. B. drehen, bohren, fräsen, gewinden, einstechen, etc.) nur ein Grundmodul eingesetzt wird. Zeitaufwändiges Rekonfigurieren durch Versetzen von Einheiten entfällt dadurch gänzlich. Selbst die Wendefunktion zur Rückseitenbearbeitung basiert auf diesem einen Grundmodul. Die Bedienung über eine CNC-Steuerung komplettiert die Rüstfreundlichkeit dieses neuen Rundtaktsystems. Seite 1 von 6
Die Vorschubachse ist bei allen Bearbeitungseinheiten CNC-gesteuert und der Spindelantrieb über einen AC-Motor geregelt. Außerdem können bei jeder Bearbeitungseinheit bis zu fünf Achsen durch die CNC- Steuerung genutzt werden. Zusammen mit einer Reihe weiterer Optimierungen bietet die Maschine damit ausgezeichnete Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Fertigung großer Serien von Präzisionsteilen und zugleich weit höhere Flexibilität für häufige Produktewechsel. Hohe Präzision, Prozesssicherheit und Produktivität gehören zu den zentralen Interessen von zerspanenden Fertigungsbetrieben. Jedoch rücken Flexibilität, d. h. Umrüstbarkeit und Wiederverwendbarkeit eines hoch produktiven Produktionsmittels immer mehr in den Vordergrund und nehmen wesentlichen Einfluss auf eine Kaufentscheidung. Für den Anwender ist die Investitionssicherheit ein wichtiges Kriterium, da die zu fertigenden Werkstücke in Geometrie, Stückzahl und Auftragslaufzeiten immer häufiger wechseln. Genau in diese Richtung zielt die neue CNC - Rundtaktmaschine PT Production Transfer von Pfiffner. Die Maschine, eine zielgerichtete Weiterentwicklung der bewährten Hydromat-Rundtaktmaschinen, steigert mit einer Reihe von Innovationen sowohl die Präzision und Prozesssicherheit als auch die Produktivität und Flexibilität. Unter anderem ist bei der neuen Maschine bei jeder Bearbeitungseinheit zumindest die Zustellbewegung auf der Z-Achse und der Antriebsmotor der Bearbeitungsspindel CNC-gesteuert. Die Maschine bietet jedoch die Möglichkeit, alle Achsen an den Bearbeitungseinheiten CNC-gesteuert auszuführen. Auch alle weiteren Achsen werden CNC-gesteuert ausgeführt. Die Vorgängermaschinen arbeiteten, je nach zu fertigendem Werkstück, sowohl mit hydraulisch als auch mit elektronisch angesteuerten Bearbeitungseinheiten auf derselben Maschine. Die neue Maschine ermöglicht es durch die CNC-Ansteuerung aller Achsen, mit kurzen Umrüstzeiten ein breiteres Werkstückspektrum zu fertigen und damit den Nutzungsgrad zu erhöhen. Natürlich wirken sich die erheblich verkürzten Umrüstzeiten speziell bei kleineren Losgrößen höchst vorteilhaft aus. Generell lassen sich nun auch bei häufigeren Produktwechseln wirtschaftliche Fertigungsbedingungen erreichen. Bei den zusätzlichen vier Achsen, die optional bei jeder Bearbeitungseinheit CNC-gesteuert verfügbar sind, handelt es sich um die quer zur Z-Achse verlaufende Y-Achse, die vertikale X-Achse, zudem die C2-Achse, mit der sich zum Beispiel ein Fräskopf um die Z-Achse schwenken lässt, und die U-Achse für das Verfahren des Planschieberkopfs, mit dem zum Beispiel auch exzentrische Bohrungen innen bearbeitet werden können. Die neue Rundtaktmaschine empfiehlt sich für alle Anwendungsbereiche, bei denen es darum geht, bei höchstmöglicher Prozesssicherheit noch präzisere Werkstücke bis 52 mm Durchmesser herzustellen. Seite 2 von 6
Bewährtes Maschinenkonzept für die wirtschaftliche Fertigung Wie die Rundtaktmaschinen der Hydromat-Baureihe besteht auch die PT Production Transfer CNC aus einem zentral angeordneten, indexierbaren Schaltteller mit bis zu 16 Werkstückträgern bzw. Spannzangen und einem fest stehenden, ringförmigen Träger für bis zu 23 Bearbeitungsstationen. Die einzelnen Bearbeitungseinheiten lassen sich je nach durchzuführender Zerspanungsoperation mit entsprechenden Werkzeugköpfen ausrüsten. Bei der ersten Station wird das stangenförmige Rohmaterial der Spannzange zugeführt, von dieser gespannt und von einer Säge abgelängt. Daraufhin dreht sich der Schaltteller mit dem eingespannten Werkstück taktweise von Station zu Station weiter bis das Werkstück fertig bearbeitet ist und bei der letzten Station aus der Spannzange entnommen wird. Alternativ zur Bearbeitung ab Stange können Rohlinge zu- und abgeführt werden. Eine der großen Stärken von Rundtaktmaschinen liegt in der Aufteilung der einzelnen Zerspanungsschritte auf mehrere Bearbeitungsstationen. Damit ist es möglich, große Stückzahlen gleich gearteter Werkstücke mit engen Toleranzen komplett zu bearbeiten. Spannstellenkompensation Die Aufteilung der Bearbeitung auf mehrere Bearbeitungsstationen hat zwar große Vorteile bei der wirtschaftlichen Komplettbearbeitung großer Stückzahlen, sie stellt jedoch hohe Anforderungen an die Präzision der Rundtaktmaschine. So etwa ergeben sich, trotz hochpräziser Herstellung der einzelnen Maschinenkomponenten, Abweichungen in den Achszentren der Bearbeitungsstationen und der Spannmittel. Diese Abweichungen können die Präzision der zu produzierenden Werkstücke beeinträchtigen. Um dies zu vermeiden, verfügt die neue Maschine über eine Spannmittelfehler- bzw. Rundlauf-Kompensation. Dabei fertigt der Bediener zunächst ein Musterteil pro Spannstelle auf der Maschine, die er anschließend ausmisst. Diese Maßabweichungen hinterlegt er in der CNC-Steuerung der Achsen, welche diese Werte bei der Positionierung berücksichtigt. Ist bei einer Bearbeitungsstation nur die Z-Achse CNC-gesteuert, so kann diese zur Kompensation der Achsfluchtfehler zusätzlich mit einer CNC-gesteuerten X/Y-Flanscheinheit ausgerüstet werden. Diese X/Y- Flansch-Einheiten sind außen auf der jeweiligen Station des Einheitenträgers aufgebaut. Sie bilden die Montageplattform für die Werkzeugeinheit und bewegen diese nach Vorgabe der CNC-Steuerung in der X- bzw. Y-Richtung. Sie sind damit ebenfalls in der Lage, die Achsfluchtfehler automatisch zu kompensieren. Neben der Kompensation der Achsfluchtfehler ermöglichen die X/Y-Flansch-Einheiten auch die exzentrische Bearbeitung am Werkstück. Seite 3 von 6
Eine einzige Bearbeitungseinheit für alle Werkzeugköpfe Eine weitere Innovation mit massiver Wirkung auf die ökonomisch attraktivere Fertigung ist die hohe Standardisierung der Bearbeitungseinheiten. Bei der Vorgängermaschine wählte der Anwender, je nachdem wie seine Werkstücke zu bearbeiten waren, aus 60 Varianten aus. Diese Varianten waren speziell für die jeweiligen Bearbeitungsaufgaben ausgelegt und deshalb in ihrer Flexibilität eingeschränkt. Bei der neuen Maschine genügt eine einzige Bearbeitungseinheit (Typenbezeichnung GM 50/150), die sich mit Werkzeugköpfen für alle erforderlichen Bearbeitungen entsprechend ausrüsten lässt. Auf diese Weise entfällt die aufwändige Bewirtschaftung einer großen Anzahl verschiedener Bearbeitungseinheiten und einer entsprechenden Vielzahl von Ersatzteilen. Der Anwender erspart sich damit einen meist erheblichen Kostenfaktor. Die neue Bearbeitungseinheit verfügt in der Z-Richtung über einen von 100 auf 150 mm verlängerten Verfahrweg und über ein direktes Messsystem. Die Spindelantriebsleistung (S1) beträgt 5 kw. Ein weiterer Nutzenfaktor ist die Modularität der Bearbeitungseinheit: Mit verschiedenen Vorsatzflanschen können unterschiedlichste Werkzeugaufnahmen eingerichtet werden, zum Beispiel mit genormten Hohlschaftkegeln von HSK 32 bis HSK 63 aber auch mit Sondervarianten. Außerdem verfügt die Bearbeitungseinheit über eine Kegelkurzaufnahme für die Zentrierung und eine zylindrische Bohrung für Werkzeugköpfe, die hochgenau ausgerichtet sein müssen. Auf diese Weise lässt sich die Maschine für eine Vielzahl von Zerspanungsoperationen ausrüsten, zum Beispiel mit Axial-, Quer- oder Gewindebohrköpfen oder Gewinderollköpfen für Innen- und Außengewinde oder mit Fräs-, Dreh- oder Schälköpfen, mit denen sich besonders hohe Zerspanungsleistungen erreichen lassen: Sie besitzen vier am Umfang mit zunehmendem Vorschubmaß axial leicht versetzte Schneiden und werden in axialer Richtung über das Werkstück geschoben und bearbeiten Rund- und Profilmaterial mit schnellem Vorschub in einem einzigen Arbeitsgang. Zu den weiteren Werkzeugvarianten gehören Mehrkantdrehköpfe (MKDK), die es erlauben, Konturen von Zweikant bis zum Zwölfkant durch Drehbearbeitung herzustellen. Planschieberköpfe wiederum ermöglichen unter anderem die Fertigung exzentrischer Außen- und Inneneinstiche. Zum Gewindeschneiden sind auf dieser Maschine keine Leitpatronen mehr erforderlich, stattdessen interpoliert die CNC-Steuerung die C1- Achse des Spindelantriebes mit der Z-Achse. Seite 4 von 6
Bei Produktwechseln können die einzelnen Bearbeitungseinheiten je nach Bedarf ausgetauscht bzw. die Bearbeitungseinheiten mit anderen Werkzeugköpfen ausgerüstet werden. Für die Wahl der optimalen Bearbeitungsgeschwindigkeit sind die variablen Drehzahlen des zweistufigen Zahnriemengetriebes über die Steuerungssoftware anwählbar. Die CNC-Steuerung bietet alle Möglichkeiten, die Flexibilität der Maschine vollständig zu nutzen und erlaubt gegebenenfalls auch eine schnelle Fehlerdiagnose. Prozesssicheres Werkstück-Wenden (Rückseitenbearbeitung) Eine besondere Funktion erfüllen die Wendeköpfe, mit denen das Werkstück für die Rückseitenbearbeitung neu positioniert wird. Das Wenden des Werkstücks war bis anhin immer dann mit Unsicherheiten verbunden, wenn nach der Entnahme des Werkstücks ein Span oder ein anderer Fremdkörper in die Aufnahme gelangte. Das Werkstück schlug dann nach dem Wenden nicht an der rückwärtigen Referenzfläche der Aufnahme sondern an diesem Fremdkörper an. Dem entsprechend stimmten die Maße der anschließenden Zerspanungsoperationen in axialer Richtung nicht mehr und das fehlerhafte Werkstück musste als Ausschuss ausgeschieden werden. Die neue Maschine ermöglicht prozesssicheres Wenden indem die Einschubstange die axiale Lage des Werkstücks zunächst vor der Entnahme misst und diesen Wert in der Steuerung hinterlegt. Nach dem Wenden misst die Einschubstange die axiale Lage des Werkstücks abermals. Stimmen die beiden Messwerte nicht überein, wird das fehlerhafte Werkstück über die CNC-Steuerung als nicht konformes Werkstück ausgeschleust. Die CNC-Steuerung überwacht also die Bewegungen der Einschubstange, den Vorschub auf der Z-Achse, die Wendebewegung und die Endlage der Klemmbewegung. Außerdem sorgt die CNC-Steuerung für die Interpolation der Achsen. Seite 5 von 6
Flexibilität auf der ganzen Linie Durch das Kranhakenprinzip erhöht die Maschine auch die Flexibilität im Fertigungsbereich des Produktionswerkes. Die Maschine ist komplett samt Elektroschrank, Medienzuführung und -absaugung, Bedienkonsole und Bedienpodest auf einem massiven Rahmen montiert. Sie kann daher als Einheit an den Kranhaken genommen und von einem Einsatzort an einen anderen transportiert und dort fast sofort wieder in Betrieb genommen werden. Produktionsabläufe lassen sich damit wesentlich schneller ändern. Insgesamt erreicht die Maschine ein ausgezeichnetes Kosten/Nutzenverhältnis und bietet dem Anwender große Investitionssicherheit. Wir bringen es wirtschaftlich auf den Punkt. Höhere Maschinenlaufzeiten durch reduzierte Umrüstzeiten Minimale Instandhaltungskosten (TCO) Hohe Maschinenverfügbarkeit (Output) Rekonfigurierbares Maschinenkonzept erlaubt Abschreibungszeiträume über die Laufzeit von Einzelaufträgen hinaus Einfach genial! Live zu sehen auf der AMB in Stuttgart in Halle 3 Stand C18. Weitere Informationen: Kontaktperson: Uwe Krause K.R. Pfiffner GmbH CEO Pfiffner Germany, Axtbühl 2 Head of Sales & Services Pfiffner Group DE-78658 Zimmern o.r. Tel. +49 (0)741 92 88 0 www.pfiffner.com uwe.krause@pfiffner.de Seite 6 von 6