Präzisionsbearbeitung wird immer größer

Das Management von Busch Precision (Milwaukee, Wisconsin) wollte seine ersten 90 Jahre der Reaktion auf individuelle Präzisionsbearbeitungsanforderungen – insbesondere für Werkzeugmaschinen und andere schwere Geräte – nutzen, um die größeren, komplexeren Komponenten einzubeziehen, die für Baumaschinen, Landmaschinen und Ventile benötigt werden , Stromerzeugung und die heutige wachsende Zahl anderer großer Produkte.

Dabei gab es Herausforderungen, einschließlich der Ersetzung der langjährigen Überzeugung des Unternehmens, dass CNC-Werkzeugmaschinen zu komplex, zu teuer und zu unflexibel für die Kleinserien des Unternehmens seien, durch die Erkenntnis, dass CNC der neuen Generation eine einfachere Programmierung und einen vereinfachten Betrieb beinhalten kann; und die Suche nach Werkzeugmaschinen, die in der Lage sind, große Werkstücke mit der gleichen Genauigkeit zu bearbeiten, die sie für die kundenspezifische Präzisionsbearbeitung kleinerer Teile hatten.

Busch Precision dachte, dass es in der Lage wäre, diese Probleme anzugehen. „In den Jahren, in denen wir Geräte für Kunden evaluiert haben, haben wir natürlich viele Gelegenheiten, in alle Arten von Werkzeugmaschinen einzudringen, die von Unternehmen auf der ganzen Welt gebaut werden“, sagt George Grove, President. Daher, fügt er hinzu, wissen seine Leute, wie viel Stärke und Steifigkeit ursprünglich in die verschiedenen Maschinen eingebaut wurden und welche Maschinen schwere Spänebelastungen aufnehmen können, ohne bei großen, komplexen Teilen an Genauigkeit zu verlieren.

Als Busch Precision seine neue Strategie für automatisierte Bearbeitungsvorgänge in größerem Maßstab entwickelte, konzentrierte es sich auf zwei Anforderungen:CNC-Maschinen, die einfach zu programmieren und zu bedienen sind und dennoch die Vielseitigkeit bieten, die von einem Dienstleistungszentrum für Auftragsbearbeitung benötigt wird; und Werkzeugmaschinen mit der Steifigkeit und Festigkeit, um große Teile mit gleichmäßiger, präziser Genauigkeit unter den kontinuierlichen Schneidkräften herzustellen, die beim automatischen Betrieb auftreten.

Zu diesem Zweck entschied sich das Unternehmen für eine VTL mit einem Tisch mit 84 Zoll Durchmesser, 96 Zoll maximalem Schwenkbereich, 84 Zoll maximaler Höhe unter der Schiene, 75-PS-Tischantriebsmotor und 125 Tonnen Tischtragfähigkeit bei maximal 200 rpm von Giddings &Lewis (Fond du Lac, Wisconsin). Ebenfalls hinzugefügt wurde ein horizontales Produktionszentrum vom Tischtyp G &L G50-T, das einen 6 Fuß mal 14 Fuß großen Tisch, eine 168-Zoll-X-Achse, eine 115-Zoll-Y-Achse, eine 72-Zoll-W-Achse und eine 36-Zoll-Achse hat Spindelweg in der Z-Achse. Demnächst wird ein noch größerer VTL mit einem Tischdurchmesser von 138 Zoll, einem maximalen Schwenkbereich von 180 Zoll und einer maximalen Höhe von 96 Zoll unter der Schiene und einem 73,5-PS-Tischantriebsmotor installiert. Die Tischtragfähigkeit dieser VTL beträgt 250 Tonnen bei maximal 126 U/min. Alle drei Maschinen arbeiten automatisch mit einer numerischen Computersteuerung G &L NumeriPath 8000.

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

Typisch für Letzteres ist das riesige Pumpenlaufrad. Die Gesamtdrehzeit zum Entfernen von mehr als 400 Pfund Spänen von diesem Gussstahlwerkstück wurde um mehr als 30 Prozent reduziert. Schruppoperationen werden mit konstanten 475 sfm mit einer Toleranz von ±0,002 Zoll durchgeführt.

Als das Unternehmen nach Werkzeugmaschinen suchen wollte, mit denen es seine Präzisionsbearbeitungskapazitäten auf große Werkstücke erweitern konnte, suchte es nach einer Maschine mit der strukturellen Steifigkeit, von der es wusste, dass sie benötigt würde.

Unter Berufung auf VTLs als Beispiel sagt Herr Mallwitz:„Aufgrund unserer jahrelangen Erfahrung in der Herstellung von Werkzeugmaschinenteilen sowie in der Reparatur und Überholung von Werkzeugmaschinen glauben wir nicht, dass eine VTL, die aus separaten Maschinenelementen hergestellt wird, die Steifigkeit bieten kann, die wir benötigen.“ Er erklärt, dass die vollständige strukturelle Integrität besonders wichtig ist, um präzise Genauigkeiten unter den schwereren Spänelasten und bei den höheren Produktionsraten der CNC-Bearbeitung großer Teile aufrechtzuerhalten.

Die Stärke und Steifigkeit der Maschine, die Herr Grove und Herr Mallwitz als ihre erste Grundlage identifizieren, ist in der Struktur der beiden neuen VTLs verkörpert. Ein Meehanite-Gussteil bildet den einteiligen Säulenfuß mit integrierter runder Schale. Darüber hinaus bildet die radiale Verrippung eine A-Rahmen-Konfiguration, die eine starke Grundlage für die Tischlageranordnung bietet; Tischantriebsgetriebe und doppelte dreieckige vertikale Säulen.

Eine massive Querschiene und ein Schienenkopf, die von den Doppelsäulen reichlich unterstützt werden, ermöglichen den vollen Hub des Stößels links und rechts von der Mitte. Die Höhenverstellung des Querträgers ist stufenlos variabel, wobei Krafterhöhung und Klemmung an Säulenbahnen mit 80.000 Pfund Kraft verwendet werden. Die Querschienenposition auf dem 180-Zoll-VTL von Busch Precision ist ebenfalls programmierbar und umfasst eine automatische Schienennivellierung.

Um die Steifigkeit und Torsionsfestigkeit dieser Maschinenstruktur optimal zu nutzen, verfügt die 96-Zoll-VTL über einen geschmiedeten Stahlschienenkopfstößel von fast 8 Zoll im Quadrat, der sich bis zu 4 ½ Fuß bewegt. Der 180-Zoll-VTL hat einen Stößel, der größer als 10 ½ Zoll im Quadrat ist, mit fast 6 Fuß maximalem Stößelweg.

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

Mit der NumeriPath 8000 CNC, die speziell für Werkzeugmaschinenanwendungen entwickelt wurde, verwendet Busch Precision die Typ-II-Befehle für Unterprogramme, Sonden und andere Programmierungen. In jede seiner NumeriPath-Bedienstationen ist auch ein Personal Computer integriert. „Weil die NumeriPath-CNC ausgeklügelter ist, halten einige Leute sie für eine komplexere Steuerung“, bemerkt Produktionsleiter Peter Gies. „Sobald Sie verstehen, wie NumeriPath funktioniert und was die Giddings &Lewis-Software kann, stellen Sie fest, dass sie durchweg sehr einfach und benutzerfreundlich ist. Im Wesentlichen versteht NumeriPath CNC so die von Ihnen eingegebenen Programminformationen.“

In Verbindung mit seinen fortschrittlichen CNC- und Programmierfunktionen verwendet Busch Precision eine Werkzeugspitzenmessung, die automatisch Werkzeuglänge und -radius überprüft und das automatische Zurücksetzen von Werkzeugversätzen ermöglicht. Alle drei Maschinen des Unternehmens verwenden auch das prozessinterne Teilemesssystem NumeriProbe von Giddings &Lewis, um die Werkstückposition automatisch zu prüfen und Werkzeuglängenversätze basierend auf einer gemessenen Teileabmessung anzupassen. Dadurch entfällt die Zeit, die zuvor für "Cut-and-Try"-Schritte benötigt wurde.

Darüber hinaus umfassen das 180-Zoll-VTL und das horizontale Produktionszentrum von Busch Precision jeweils ein System zur Überwachung der Werkzeuglebensdauer, das die Software von Giddings &Lewis verwendet, um automatisch die vorprogrammierte Zeit für den effektiven Einsatz jedes Werkzeugs zu überwachen. Wenn die voreingestellte Werkzeuglebensdauer abgelaufen ist, kann das Werkzeug automatisch durch ein anderes Werkzeug des gleichen Typs ersetzt werden, oder es kann eine andere Aktion durchgeführt werden.