Die voll skalierbare Servoaktuatoren-Plattform Premo der Wittenstein alpha GmbH ermöglicht es, Motoren und Getriebe mit applikationsgerecht abgestuften Leistungsmerkmalen zu individuellen Servoaktuatoren zu konfigurieren. Maßgeblich für diese Flexibilität ist ein ausgeklügeltes Baukastensystem mit neuen platzsparenden Konstruktionsprinzipien, durch das die Servoaktuatoren-Plattform einen neuen Maßstab hinsichtlich Baugröße und Leistungsdichte setzt. Hinzu kommt, dass die Plattform mit verschiedenen Ausstattungspaketen unterschiedliche Automatisierungs- und Integrationswünsche erfüllt. Für Zayer war die Gesamtheit all dieser Vorteile entscheidend als es darum ging, für die neuen Portfräswerke der Baureihe Arion besonders kompakte, präzise und dynamische Fräsköpfe mit integrierten Servoantrieben zu entwickeln.
Premo-Servoaktuatoren von Wittenstein alpha für Fräsköpfe
Das Unternehmen Zayer im spanischen Vitoria gehört mit seinen etwa 150 Mitarbeitern weltweit zu den technologieführenden Herstellern von Bettfräsmaschinen, Fahrständern, Gantry- und Portalfräswerken. „Eingesetzt werden sie unter anderem in der Luft- und Raumfahrtindustrie zum Vorrichtungsbau und der Bearbeitung von Bugrädern, Turbinen sowie von Bauteilen und Komponenten vom Flugzeugrumpf, in der Windkraftindustrie zur Plattform-, Naben und Rotorfertigung, zur Fertigung von Schienenweichen, Fahrgestellen und Strukturteilen für Eisenbahnen, zur Bearbeitung von Großteilen in der Energiewirtschaft sowie der Gießerei- und Hüttentechnik oder zur Turbinenfertigung in der Hydrotechnik“, erläutert Luis Calleja, Entwicklungsleiter von Zayer. Die Fräs- und Bearbeitungslösungen, die zu etwa 80 Prozent in den Export gehen, zeichnen sich durch Präzision und Qualität aus und unterstreichen die Innovationsfähigkeit des Unternehmens.
Arion: Kompakt-Fräswerke für kleinere Werkstücke
Mit großer Markt- und Kundennähe greift der Maschinenbauer immer wieder neue Trends auf – so beispielsweise aktuell die wachsende Nachfrage nach Portalfräsmaschinen mit niedrigerer Beladungs- und Fräskapazität zur Bearbeitung kleinerer Teile. Mit dem Portalfräswerk Arion hat das Unternehmen eine passende Baureihe für dieses Markt- und Anwendungssegment entwickelt. Verfahrwege in der x-Achs bis 4.000 mm, in der y-Achse bis 3.100 mm und in der z-Achse Z bis 1.100 mm belegen das äußerst kompakte und platzsparende Layout der ARION. „Maschinentechnisch stechen eine Reihe von Vorteilen hervor“, sagt Calleja, „unter anderem die Kompaktheit der Fräsköpfe und die Möglichkeit, diese automatisch kontinuierlich um bis zu 30° drehen zu können. Hinzu kommen die verschiedenen Ausführungen zur reinen Positionierung von Achsen oder zur automatischen Achsennachführung.“ Verantwortlich für diese Performancemerkmale sind die Servoaktuatoren des deutschen Antriebsspezialisten.
Servoaktuator skalierbar für den idealen Fräskopf
Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren weisen unterschiedliche Leistungsanforderungen auf – je nach Aufgabenstellung, konstruktiver Ausführung, Maschinenleistung und Automatisierungsgrad. Antriebstechnische Kenngrößen können in diesem Zusammenhang u. a. Dynamik, Geschwindigkeit, Positioniergenauigkeit, Abtriebsgeometrien, Geberausführungen und die gewünschte Konnektivität sein. Auf der Basis dieser Eigenschaften ermöglicht Premo eine flexible Skalierung von Leistungs- und Ausstattungsmerkmalen. Bei der Auslegung des Motors und des Getriebes unterstützt durch Ingenieure der spanischen Wittenstein S.L.U. konnte der Maschinenbauer so die optimalen Servoaktuatoren für die Arion-Fräsköpfe konfigurieren – mit der passenden Motorleistung zwischen 0,8 kW bis 8,8 kW, als Wellen- und Flanschausführungen sowie mit Gebervarianten vom Resolver bis zum voll digitalen Motorfeedback-System in Hiperface-DSL-Einkabeltechnik. Hinsichtlich der Leistungsklassen konnte Zayer ebenfalls wählen. Die Einstiegsklasse „Premo base line“ bietet sehr gute Performance beim Positionieren; die Dynamikklasse „advanced line“ gewährleistet hohe Präzision für besondere Positionieraufgaben und erfüllt erhöhte Anforderungen an Dynamik und Kräfte. Die Extraklasse „high line“, wie sie der Maschinenbauer in der Arion einsetzt, punktet durch hohe Drehmomente und Kippsteifigkeit für höchste Produktivität und Vielseitigkeit. Der Servoaktuator konnte so aus dem Baukasten heraus passend für die aktuelle Aufgabenstellung konfiguriert werden – gleichzeitig erlaubt der modulare Ansatz eine jederzeitige und schnelle Anpassungen der Motor-Getriebe-Einheit an neue Leistungsanforderungen und Automatisierungswünsche.
Fräsköpfe automatisch positionieren und nachführen
Entsprechend den Wünschen der Kunden führt Zayer die Portalfräsen individuell aus, z. B. mit Fräsköpfen in unterschiedlichen Funktionalitäten, mit unterschiedlich dimensionierten Werkzeugmaschinen oder auch mit automatischen Werkzeugwechslern. Eine weitere Option, die vom gewünschten Bearbeitungsprozess abhängt, ist die Wahl zwischen einer ausschließlich positionierenden Bewegung der Fräsachse oder einer kontinuierlichen Nachführung der Achse. „Im erstgenannten Fall kommt pro Achse ein Servoaktuator zum Einsatz, der den Fräskopf erst präzise positioniert, bevor die spanende Bearbeitung des Werkstückes startet“, beschreibt Calleja. „Soll die Achse nachgeführt werden, ist sie mit zwei elektrisch miteinander verspannten Aktuatoren ausgerüstet.“ Dadurch weist das Portalfräswerk eine Funktionalität auf, die für hoch mechanisierte Anwendungen wie den Formenbau oder die Stanzteilefertigung äußerst wichtig ist – und die auch in den größeren Modellen Tebas und Neos des Herstellers zu finden sind.
Die Portalfräswerke mit Servoaktuatoren in den Fräsköpfen wurden Anfang Juni 2016 erstmals auf einer spanischen Maschinenbaumesse präsentiert. „In kurzer Zeit wurden bereits acht Maschinen verkauft, von denen mittlerweile fünf bei Kunden aus der Luft- und Raumfahrt und Stanzung in Betrieb genommen wurden“, freut sich Calleja über die erfolgreiche Markteinführung. Die Erfahrungen der Kunden sind sehr zufriedenstellend, so dass Zayer auch den Aktuatoren ein durchweg positives Zeugnis ausstellt. Das gilt auch für die weitere Servotechnik des Herstellers, die ebenfalls in den Maschinen zum Einsatz kommt. „Alle projektierten Antriebssysteme von Wittenstein erzielen in der Praxis nachweisbar sehr gute Leistungen“, bestätigt Calleja. Mit dem innovativen Fräskopfkonzept bietet die Arion ein Maß an Robustheit, Präzision und Flexibilität, das bislang nur größere Portalfräswerke z. B. der Zayer-Baureihe Tebas und Neos bieten konnten. Durch den Einsatz von kleineren und standardisierten Komponenten sowie der leistungsoptimal ausgelegten Aktuatoren von Wittenstein motion control passt die Portalfräsmaschine auch wirtschaftlich in ihr spezielles Marktsegment. Hinzu kommt, dass die Spanier großen Wert auf ein modernes Maschinendesign legen – in das die formschönen und hochwertig ausgeführten Servoaktuatoren bestens hineinpassen. Die flexible Skalierbarkeit der Plattform wird auch in künftigen Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren des Maschinenbauers interessante Einsatzfelder eröffnen. jg
Details zu den Premo-Servoaktuatoren von Wittenstein:
