EMO 2011 16.09.2011, 12:07 Uhr

Starke Antriebe für leistungsstarke Werkzeugmaschinen

Elektronisch geregelte Motoren sind Herzstücke leistungsfähiger Werkzeugmaschinen. Auf der Branchenmesse EMO, vom 19. bis 24. September in Hannover, lohnt es sich daher, einen Blick auf diese Komponenten sowie ihre Leistungsfähigkeit zu werfen. Geld verdient der Anwender schließlich, wenn die Maschine bohrt, fräst oder schleift.

„Kleinere Einheiten sind gefragt“, zeigte sich Joachim Zoll, Leiter des Geschäftsfeldes Werkzeugmaschinen bei Siemens in Erlangen, im Vorfeld der Branchenmesse EMO bezüglich Antrieben für Werkzeugmaschinen überzeugt. Dabei gelte es allerdings, auf die Trägheitsmomente zu achten. Wenn der Anwender den Antrieb zu klein auswählt, könne es zu einem Missverhältnis zwischen Fremd- und Eigenträgheitsmoment kommen. Laut Zoll ist dabei der Trend zu erkennen, dass der Einsatz von Torque- und Linearantrieben zunehme. „Ich bin gespannt, wie sich diese Entwicklung hin zu Direktantrieben auf Midrange-Maschinen auswirkt“, stellte er fest.

In Hannover zeigt das Unternehmen sein Antriebssystem Sinamics S120, das sich laut Siemens im Zusammenspiel mit der Steuerung Sinumerik für jede Antriebsaufgabe rund um die Werkzeugmaschine eignet. Aus der Computerindustrie stammt dabei ein neues Interface, das analog zur USB-Buchse den Anschluss von digitaler Peripherie erleichtern soll. Die digitale, offene Schnittstelle „Drive-Cliq“ soll den Aufwand bei Verdrahtung und Inbetriebnahme verringern.

Passendes Antriebskonzept für Werkzeugmaschinen erfordert Hintergrundwissen

Trotz der neuen Offenheit erfordert die Auswahl des richtigen Antriebskonzepts mit seinen mechatronischen Komponenten einiges an Hintergrundwissen. Entwickler der Werkzeugmaschinenindustrie unterstützt Siemens daher mit einem „Mechatronic Support“. Die Erlangener testen und verbessern damit bereits im Entwurfsstadium der Maschine das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Informatik in einer Simulationsumgebung. Der Service geht über die Inbetriebnahme hinaus. „Treten technologische Fragestellungen wie Rattern auf, die der Kunde selbst nicht lösen kann, oder erreicht die Maschine nicht die gewünschte Performance, so helfen unsere Experten“, erklärte Zoll. „Sie analysieren die Maschine, identifizieren Schwachstellen und optimieren mit Softwarefunktionen die Abstimmung der NC-Funktion auf die Maschinenkonstruktion.“

Energieeffizienz, Test und Überwachung: Das sind die Themen, die momentan auch den Reutlinger Maschinenbauer Burkhardt + Weber Fertigungssysteme bei seinen Antrieben besonders bewegen. Die Süddeutschen statten alle Bearbeitungszentren standardmäßig mit ihrem Energieeffizienz-Paket aus, das den Energieverbrauch nach Firmenangaben um bis zu 40 % reduziert. Überwachungswerkzeuge für den laufenden Betrieb kommen hinzu.

Energieeffizienz, Test und Überwachung von Antrieben für Werkzeugmaschinen

Um Spindelprobleme von vorneherein zu vermeiden, haben die Reutlinger für 500 000 € einen Prüfstand für große Spindeln entwickelt. Mit ihm testet das Unternehmen Aggregate im dreitägigen Dauertest. Den Antrieb übernimmt ein 80-kW-Gegenlastmotor, der ein Drehmoment von 5000 Nm entwickelt.

Eine wichtige Rolle spielt dabei die selbst entwickelte Software, die während des Prüflaufs alle wichtigen Parameter in Echtzeit erfasst. Das Programm dokumentiert wie ein Fahrtschreiber alle wichtigen Daten: Das reicht vom Temperaturverlauf, Frequenzen einzelner Lager bis hin zu Werten des Ölkreislaufs.

Werkzeugmaschinen: Spindelschäden als Gefahrenquelle weiterhin nicht ausgeschlossen

Doch auch akribische Dauerläufe können eine Gefahrenquelle nicht ausschließen: Die Rede ist von teuren Spindelschäden, die laut Jakob Antriebstechnik, Kleinwallstadt, vorzugsweise beim Einfahren von CNC-Programmen passieren können. Das neue Motorschutzsystem M³ soll diese Schäden vermeiden. Das System besitzt eine Magnetkupplung, die die Spindel entkuppelt, wenn zu hohe radiale oder axiale Kräfte auf sie einwirken. Wenn die Kräfte sich wieder im zulässigen Bereich befinden, schaltet M³ den Kraftfluss wieder frei und zentriert sich in die ursprüngliche Position. Das geschieht nach Firmenangaben mit einer Genauigkeit von weniger als 10 µm, was für viele Einsatzfälle ausreiche.

Ein Beitrag von:

  • Nikolaus Fecht

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