Präzision für große Teile
Lohnfertiger setzt auf Bearbeitungszentren von OKK
Die Präzisionsbearbeitung großer und bis zu fünf Tonnen schwerer Gussteile ist die Spezialität der F. Schumacher Maschinenteilefabrik. Neben dem Know-how der Mitarbeiter kommt es dabei entscheidend auf den Maschinenpark an. Seit über 30 Jahren vertraut das Unternehmen auf die robusten und langzeitgenauen Bearbeitungszentren des japanischen Werkzeugmaschinenhersteller OKK, der in Deutschland von der teamtec GmbH vertreten wird.
Leistungsstarkes 5-Achs-BAZ von OKK: Die VG 5000
Mitten im Bad Sassendorfer Ortsteil Ostinghausen ist die F. Schumacher Maschinenteilefabrik beheimatet. Ihre Anfänge reichen bis etwa 1900 zurück, als der Urgroßvater der heutigen Geschäftsführer Ansgar und Elmar Schumacher ein Reparaturunternehmen für Landtechnik und Pumpenbau gründete. In den 60er Jahren widmete sich das Unternehmen der Lohndreherei und investierte bereits 1978 in die erste CNC-gesteuerte Drehmaschine. Mit der Anschaffung des ersten CNC-Bearbeitungszentrums Anfang der 80er wurde schließlich der Grundstein für das heutige Geschäftsmodell gelegt, das Ansgar Schumacher folgendermaßen erklärt: „Wir arbeiten ausschließlich als Lohnfertiger und sind als solcher Zerspanungspartner von Gießereien und Schmieden, die ihrerseits namhafte Konzerne aus Nutzfahrzeug-, Anlagen- und Getriebebau zu ihren Kunden zählen.“
F. Schumacher beliefert auch große Unternehmen direkt mit einbaufertigen Maschinenteilen – inklusive Baugruppenmontage und Oberflächenbehandlung. „Beim deutschen Landtechnik-Unternehmen Claas sind wir zum Beispiel unmittelbar an deren Logistik angeschlossen“, konkretisiert Elmar Schumacher, der Logistikspezialist unter den beiden Diplomingenieuren. „Wir verpacken unsere Produkte in spezielle Behältnisse, die sofort zum Einbau ans Band geliefert werden. Da darf es weder produktions- noch liefertechnische Probleme geben.“
Insofern legt F. Schumacher großen Wert auf entsprechende Lagerhaltung und den Materialfluss. „Das erfordert bei unserem eingeschränktem Platzangebot besondere Aufmerksamkeit“, erklärt Elmar Schumacher. Er weist aber auch auf den leistungsstarken Maschinenpark hin: „Er ist das Herzstück unserer Firma. Um ihn auf hohem Leistungsniveau zu halten, verfolgen wir konsequent die neuesten Entwicklungen und investieren in moderne, für uns passende Technologie.“
CNC-Pionier lobt die Leistungsfähigkeit japanischer Maschinen
Quasi aus Tradition dominieren in den Fertigungshallen japanische Werkzeugmaschinen mit Fanuc-CNC. Ansgar Schumacher erklärt: „Bereits 1978 wurde die erste CNC-Drehmaschine mit einer 5er-Steuerung von Fanuc angeschafft. Damit waren wir eine der ersten Firmen im Ruhrgebiet, die CNC-gesteuert fertigen konnten. Seitdem sind viele weitere Drehmaschinen sowie vertikale und horizontale Bearbeitungszentren dazugekommen – nahezu alle mit Fanuc-CNC. Denn unsere Mitarbeiter sind mit diesen Steuerungen sehr zufrieden, sie schätzen ihre pragmatische Struktur und hohe Zuverlässigkeit. So ist bei neuen Maschinen, selbst bei neuen Fanuc-Steuerungsgenerationen, die Einarbeitungszeit minimal.“
Über die Jahre hat sich F. Schumacher auf die Bearbeitung von Guss- und Schmiedeteile spezialisiert, die beachtliche Größen und ein Gewicht von bis zu fünf Tonnen haben können. Drehteile werden in einer Größenordnung von 50 bis 1500 mm Durchmesser zerspant. Bei prismatischen Teilen liegt der Schwerpunkt bei 500er oder 630er Palettengrößen – wobei auch Fräsmaschinen mit 400er, 800er und 1250 mm Paletten vorhanden sind.
Das jüngste Bearbeitungszentrum ist eine HM 800 von OKK. Mit diesem japanischen Hersteller verbindet Schumacher eine seit gut 30 Jahren bestehende Partnerschaft. Derzeit befinden sich sieben OKK-Bearbeitungszentren im Maschinenpark, fünf vertikale und zwei horizontale. Ansgar Schumacher erwähnt, dass die beiden horizontalen erst vor kurzem dazugekommen sind: „Um die horizontale Bearbeitung zu testen, haben wir uns eine gebrauchte OKK HP 500S gekauft, die sich für unser Kleinteilespektrum eignet. Sie hat sich auf jeden Fall bewährt, denn bei manchen Artikeln sind wir 30 Prozent schneller und haben 20 Prozent weniger Werkzeugkosten, weil die Maschine so solide arbeitet.“
Das war der Anlass, die Maschinenkapazität schließlich auch um die größere OKK HM 800 aufzustocken. Die teamtec CNC-Werkzeugmaschinen GmbH, Generalvertreter für OKK in Deutschland, lieferte die HM 800 im Dezember 2012, im Januar 2013 ging sie dann in Betrieb.
Das Werkzeugmagazin der VG 5000
Höchstleistungen beim Zerspanen
„Wie alle OKK-Maschinen hat uns die HM 800 durch ihre extrem steife und robuste Konstruktion überzeugt“, erwähnt Ansgar Schumacher. „Schließlich benötigen wir sie für die effiziente Schrupp- und Schlichtbearbeitung von großen Gussrohlingen.“ Aus Erfahrung mit anderen OKK-Maschinen vertraut Schumacher nicht nur dem stark verrippten, gusseisernen Bett, sondern auch den hochbelastbaren, groß dimensionierten Linearrollenführungen, die langfristig für eine hohe Genauigkeit sorgen. Vorgespannte, beidseitig gelagerte Kugelrollspindeln mit großem Durchmesser und überwachter Innenkühlung garantieren hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeiten von ± 0,0015 mm über den vollen Verfahrweg.
Ausschlaggebend für die Entscheidung zugunsten der OKK HM800 waren außerdem verschiedene Details: Dazu zählt der große Bearbeitungsraum und die Verfahrwege von 1400 x 1100 x 1050 mm in X-, Y- und Z-Achse. Auch die verfügbare Getriebespindel (dreistufig) spielte eine wesentliche Rolle. „Mit dieser Getriebespindel können wir mit deutlich geringerer Anschlussleistung als bei einer Motorspindel arbeiten“, erklärt Ansgar Schumacher. „Dies ist für uns wichtig, um beim Energiebezug nicht zu hohe Leistungsspitzen zu verursachen, die wir teuer bezahlen müssten.“
Auch die glatt konische Spindelkastengeometrie war für das vorgesehene Teilespektrum ideal. Denn in manchen Fällen muss die Spindel mit dem Werkzeug tief ins Werkstück tauchen. Da wären ein großer Spindelkasten oder andere Störkanten hinderlich. Ansgar Schumacher erzählt: „Besonders fasziniert hat uns, dass bei der OKK HM 800 das Interpolationsdrehen auch mit der Getriebespindel funktioniert. Das kannten wir bisher nur von einer Motorspindel. Wenn wir zum Beispiel konzentrische Rillen brauchen, können wir mit dieser Funktion mit einem kleinen Werkzeug einstechen, und die Maschine interpoliert die Kreisbahn. Das ist eine feine Sache, die nicht jeder Hersteller bieten kann.“
Schneller und kompetenter Service
Gerade bei derart großen Maschinen ist die NC-Achse im Maschinentisch eine durchaus sinnvolle Einrichtung. Denn wenn große Gussteile auf dem Maschinentisch platziert werden, lässt sich deren Position mit einem integrierten Messtaster erfassen. Bei kleinen Abweichungen kann die Steuerung dann den Tisch in Mikrosekunden-Schritten drehen, ohne dass die Vorrichtung verändert oder verschoben werden muss. Im Endeffekt reduziert sich dadurch die Rüstzeit.
Die Summe dieser Merkmale und Eigenschaften ergibt höchste Maschinenverfügbarkeit verbunden mit absoluter Genauigkeit und Prozesssicherheit. Damit dieser Zustand möglichst lange erhalten bleibt, stellt teamtec eine Servicemannschaft, bestehend aus Spezialisten für Steuerungen, Antriebstechnik, Elektrik und Mechanik, die bereits am Telefon qualifizierte Auskunft geben kann. Das wissen die beiden Schumacher-Brüder sehr zu schätzen: „Bevor wir zum Telefon greifen, haben wir den Fehler schon eng eingekreist. Wenn wir dann wie bei teamtec Fachleute am Telefon haben, ist uns meist schnell geholfen. Andernfalls müssen wir auch auf Servictechniker und Ersatzteile nicht lange warten. Für die HM 800 haben wir sogar die Zusicherung erhalten, dass eine Ersatzspindel in Deutschland vorrätig ist und uns jederzeit kurzfristig zur Verfügung gestellt werden könnte.“
Solche Werkzeuge benötigen stabile Maschinen
Unverzichtbares 5-Achs-Bearbeitungszentrum
Ein weiteres Highlight im Maschinenpark von F. Schumacher ist das universale 5-Achs-Bearbeitungszentrum VG 5000. Wie alle OKK-Maschinen ist es kompakt und robust gebaut. Durch seine hohe Steifigkeit eignet es sich für fünfachsiges Zerspanen selbst hochfester Materialien wie rostfreien Stählen und Titanlegierungen. Doch Ansgar Schumacher verrät: „Hochfeste Werkstoffe kommen bei uns eher selten vor. Auch freigeformte Oberflächen, für die eine 5-Achs-Simultanbearbeitung sinnvoll wäre, sind bei uns ausgesprochen selten. Dennoch können wir auf diese Maschine nicht verzichten. Wir brauchen die Maschine für die Fünfseitenbearbeitung einer Schwinge, die mehrfach und in der richtigen Reihenfolge gebohrt werden muss.
Dieses Bauteil liefert F. Schumacher schon seit Jahren. Doch in einer Verbesserungsmaßnahme wurde die Schwinge mit einer Zentralschmiereinrichtung versehen, um dann die Lagerstellen zu versorgen. Das erfordert zusätzliche Bohrungen. So enthält das Teil nun acht Tiefbohrungen mit 20xD bis 30xD bei den Durchmessern 4 und 7 mm. Außerdem einige kürzere Stichkanäle, und die größte Bohrung hat immerhin den Durchmesser 70mm. Da kommt das hohe Drehmoment der OKK VG 5000 von 600 Nm gerade recht.
2 bis 3 µ Rundheit – kein Problem
Aufgrund der Achskonfiguration der Maschine benötigt Schumacher für die speziellen Bohrbearbeitungen sehr lange Werkzeuge. Dafür hat sich die SK50-Aufnahme mit dem Big-Plus-Spindelsystem und seiner großen Plananlage bewährt, da es für eine besonders steife Verbindung zwischen Maschinenspindel und Werkzeughalter sorgt. Besonders angetan sind die Geschäftsführer, was die Rundheit der Bohrungen anbelangt: „Hier sind 10µm Zylindrizität gefordert, lt. Messmaschine erreichen wir auf der VG 5000 sogar Rundheiten zwischen 2 und 3µm, das ist Nachweisgrenze!“
Für diese Präzision ist zum einen die Steifigkeit verantwortlich, die auf dem massiven, stark verrippten Portalaufbau mit Säulen und Traverse aus einem (Mehanit)-Guss beruht. Zum anderen tragen die großzügig dimensionierten Präzisions-Linearrollenführungen und die beidseitig gelagerten Kugelrollspindeln dazu bei. Eine Temperaturüberwachung und ein Kühlsystem sorgen für die konstante Genauigkeit dieser Elemente wie auch der Arbeitsspindel (siehe Textkasten).
Die anspruchsvolle 5-Achsen-Bearbeitung wird außerdem durch die Fanuc CNC-Steuerung der Serie 31i-A5 optimal unterstützt. Schnelle Satzverarbeitung, ein Dataserver mit 1GB Speicherkapazität, Nanointerpolation und digitale Antriebsysteme ermöglichen beste Oberflächengüten bei hohen Schnittgeschwindigkeiten.
Im nächsten Schritt folgt die Automatisierung
Kein Wunder, dass man bei F. Schumacher die Kapazität dieser Maschine nach Möglichkeit auslasten möchte. So wurde erst das Werkzeugmagazin von 60 auf 120 Plätze erweitert, und nun steht eine Automatisierung an. Dieter Jakubik, für OKK-Maschinen verantwortlicher Produktmanager bei teamtec, steht diesbezüglich bereit: „Selbstverständlich liefern wir nicht nur Maschinen. Wir kümmern uns auch um eine individuelle Automatisierung, die den Kunden- und – speziell bei Schumacher – auch den Platzanforderungen entspricht.“
2 bis 3 µ werden auf Messmaschinen bestätigt.
Mehr Informationen zu Teamtec:
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teamtec CNC-Werkzeugmaschinen GmbH |
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Industriegebiet Süd E 6 |
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63755 Alzenau |
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Tel.: 06188 / 913 95 0 |
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Fax: 06188 / 913 95 60 |
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E-Mail: info@teamtec-gmbh.de |
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www.teamtec-gmbh.de |
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