Busch Precision expandiert in die Großkomponentenbearbeitung

Busch Precision (Milwaukee, Wisconsin) Management wollte seine ersten 90 Jahre der Reaktion auf individuelle Präzisionsbearbeitungsbedürfnisse – besonders für Werkzeugmaschinen und andere schwere Ausrüstung – nutzen, um die größeren, komplexeren Komponenten einzuschließen, die für Baumaschinen, Landmaschinen, Ventile, Stromerzeugung und die heute wachsende Anzahl anderer großer Produkte benötigt werden.

Es gab Herausforderungen dabei, einschließlich der Ersetzung der langjährigen Überzeugung des Unternehmens, dass Werkzeugmaschinen-CNC zu komplex, zu teuer und zu unflexibel für die kleinen Losgrößen des Unternehmens sei, durch die Erkenntnis, dass CNC der neuen Generation einfachere Programmierung und vereinfachte Bedienung beinhalten kann; und das Finden von Werkzeugmaschinen, die große Werkstücke mit derselben präzisen Genauigkeit verarbeiten können, die sie für die Präzisions-Sonderbearbeitung kleinerer Teile hatten.

Busch Precision glaubte, diese Probleme angehen zu können. "In unseren Jahren der Ausrüstungsevaluierung für Kunden haben wir offensichtlich viele Gelegenheiten, `hineinzuschauen' in alle Arten von Werkzeugmaschinen, die von Firmen weltweit gebaut werden," sagt George Grove, Präsident. Als Ergebnis, fügt er hinzu, wissen seine Leute, wie viel Festigkeit und Steifigkeit ursprünglich in die verschiedenen Maschinen eingebaut ist, und welche Maschinen schwere Spanlasten absorbieren können, ohne an Genauigkeit an großen, komplexen Teilen zu verlieren.

So entwickelte Busch Precision seine neue Strategie für größere automatisierte Bearbeitungsoperationen und fokussierte sich auf zwei Bedürfnisse: CNC-Maschinen, die einfach zu programmieren und zu bedienen sind, doch die Vielseitigkeit bieten, die ein Lohnfertigungszentrum braucht; und Werkzeugmaschinen mit der Steifigkeit und Festigkeit, um große Teile mit einheitlicher, präziser Genauigkeit unter den kontinuierlichen Schnittkräften zu produzieren, die mit automatischem Betrieb einhergehen.

Um dies zu tun, entschied sich das Unternehmen, ein VTL mit 84-Zoll (2.134 mm) Tischdurchmesser, 96-Zoll (2.438 mm) maximalem Schwenk, 84-Zoll (2.134 mm) maximaler Höhe unter der Führung, 75-PS-Tischantriebsmotor und 125-Tonnen Tischlastkapazität bei maximal 200 U/min von Giddings & Lewis (Fond du Lac, Wisconsin) hinzuzufügen. Ebenfalls hinzugefügt wurde ein G & L G50-T Tischtyp-Horizontalproduktionszentrum, das über einen 6×14 Fuß (1,83×4,27 m) Tisch, 168 Zoll (4.267 mm) X-Achse, 115 Zoll (2.921 mm) Y-Achse, 72 Zoll (1.829 mm) W-Achse und 36 Zoll (914 mm) Spindelverfahrweg in Z-Achse verfügt. Bald wird ein noch größeres VTL mit 138-Zoll (3.505 mm) Tischdurchmesser, 180-Zoll (4.572 mm) maximalem Schwenk und 96-Zoll (2.438 mm) maximaler Höhe unter der Führung und 73,5-PS-Tischantriebsmotor installiert. Die Tischlastkapazität dieses VTL beträgt 250 Tonnen bei maximal 126 U/min. Alle drei Maschinen arbeiten automatisch mit einer G & L NumeriPath 8000 Computernumeriksteuerung.

"Diese Kombinationen aus Maschinengröße, Festigkeit und automatischem Betrieb helfen uns, neue Aufträge zu gewinnen, die wir in der Vergangenheit nicht einmal in Betracht ziehen konnten," sagt Busch Precision Kundendienstleiter Mike Mallwitz. "In anderen Fällen erlauben die neuen Technologien uns, große präzisionsbearbeitete Teile viel schneller als je zuvor an unsere Kunden zu liefern."

Typisch für Letzteres ist das riesige Pumpenlaufrad. Die Gesamtdrehzeit, um mehr als 400 Pfund (181 kg) Späne von diesem Gussstahlwerkstück zu entfernen, wurde um mehr als 30 Prozent reduziert. Schruppoperationen werden bei konstanter 475 sfm (144,8 m/min) durchgeführt, auf eine Toleranz von ±0,002 Zoll (±0,0508 mm).

Als das Unternehmen Werkzeugmaschinen finden wollte, die seine Präzisionsbearbeitungsfähigkeiten auf große Werkstücke ausweiten konnten, suchte es nach einer Maschine mit der strukturellen Steifigkeit, von der es wusste, dass sie nötig wäre.

VTLs als Beispiel zitierend, sagt Mr. Mallwitz: "Aus unseren Jahren der Erfahrung in der Herstellung von Werkzeugmaschinenteilen, plus Reparatur und Wiederaufbau von Werkzeugmaschinen, fühlen wir nicht, dass ein VTL, der aus separaten Maschinenelementen gefertigt ist, die Steifigkeit bieten kann, die wir brauchen." Er erklärt, dass totale strukturelle Integrität besonders kritisch ist, um präzise Genauigkeiten unter den schwereren Spanlasten und bei den höheren Produktionsraten der CNC-Bearbeitung an großen Teilen aufrechtzuerhalten.

Die Tiefe der Maschinenfestigkeit und Steifigkeit, die Mr. Grove und Mr. Mallwitz als ihr erstes Fundament identifizieren, verkörpert die Struktur beider neuer VTLs. Ein Meehanit-Guss bildet den einteiligen Säulensockel mit integriertem kreisförmigem Becken. Zusätzlich bildet radiale Verrippung eine A-Rahmen-Konfiguration, die ein starkes Fundament für die Tischlageranordnung, Tischantriebsgetriebe und doppelte dreieckige vertikale Säulen bietet.

Ausreichend gestützt von den Doppelsäulen ermöglicht ein massiver Querträger und Führungskopf volle Rammbewegung links und rechts von der Mitte. Die Querträgerhöhenverstellung ist stufenlos variabel, mit Krafthub und Klemmung an den Säulenführungen mit 80.000 Pfund (355,9 kN) Kraft. Die Querträgerposition auf Busch Precisions 180-Zoll-VTL ist auch programmierbar und beinhaltet automatisches Führungsnivellieren.

Um die Steifigkeit und Torsionswiderstand dieser Maschinenstruktur maximal zu nutzen, hat das 96-Zoll-VTL einen geschmiedeten Stahl-Führungskopf-Rammbalken von fast 8 Zoll (203,2 mm) Quadrat, der bis zu 4,5 Fuß (1,37 m) verfährt. Das 180-Zoll-VTL hat einen Rammbalken größer als 10,5 Zoll (266,7 mm) Quadrat mit fast 6 Fuß (1,83 m) maximalem Rammverfahrweg.

Beide VTLs von Busch Precision beinhalten auch einen führungsmontierten automatischen Werkzeugwechsler, 12-Matrix für das 96-Zoll-VTL und 20-Matrix für das 180-Zoll-VTL. Die hohen Spanvolumen, die diese CNC-Maschinen kontinuierlich von großen Werkstücken entfernen, werden mit einer Kombination aus Flutkühlsystem, Doppeltür-Späneschild plus automatischem Späneförderer und -aufzug in einem Graben unter der Maschine bewältigt.

Mit der speziell für Werkzeugmaschinenanwendungen entwickelten NumeriPath 8000 CNC nutzt Busch Precision Typ-II-Befehle für Unterprogramme, Tasten und andere Programmierung. Jede seiner NumeriPath-Bedienerstationen hat auch einen Personal Computer integriert. "Weil die NumeriPath CNC anspruchsvoller ist, denken manche Leute, es sei eine komplexere Steuerung," merkt Produktionsleiter Peter Gies an. "Eigentlich, einmal verstanden, wie NumeriPath funktioniert und was die Giddings & Lewis Software kann, realisiert man, dass sie wirklich einfach und benutzerfreundlich ist. Im Wesentlichen ist es die Art, wie NumeriPath CNC die Programminformationen versteht, die man hineingibt."

In Verbindung mit seinen fortschrittlichen CNC- und Programmierfähigkeiten nutzt Busch Precision Werkzeugspitzenabtastung, die automatisch Werkzeuglänge und -radius verifiziert und Werkzeugversätze automatisch zurücksetzt. Alle drei Maschinen des Unternehmens nutzen auch das Giddings & Lewis NumeriProbe In-Prozess-Teilevermessungssystem, um Werkstückposition automatisch zu inspizieren und Werkzeuglängenversätze basierend auf einer abgetasteten Teil-Dimension anzupassen. Als Ergebnis wurde die zuvor für "Schnitt-und-Versuch"-Schritte erforderliche Zeit eliminiert.

Zusätzlich beinhalten Busch Precisions 180-Zoll-VTL und sein Horizontalproduktionszentrum jeweils ein Werkzeugstandzeit-Überwachungssystem, das Giddings & Lewis Software nutzt, um die für jedes Werkzeug vorprogrammierte effektive Nutzungsdauer automatisch zu überwachen. Wenn die voreingestellte Werkzeugstandzeit abgelaufen ist, kann das Werkzeug automatisch durch ein anderes desselben Typs ersetzt werden, oder eine andere Aktion kann ausgeführt werden.