Neues Antriebskonzept für Dreh-Frästische
Hohe Drehmomente und sehr präzises Verfahren
Die Demmeler Automatisierung & Roboter GmbH, ein weltweit führender Hersteller von Rundtischen, nutzt ein neues Antriebskonzept für das präzise Drehen und Positionieren des Tischs. Kernstück des ›DuoDrive‹ ist das MSR-System von Redex Andantex.
Große Dynamik und hohe Leistung: Das sind, auf den Punkt gebracht, die zentralen Anforderungen, die Werkzeugmaschinenhersteller und –anwender an NC-Rundtische stellen. Ein weltweit führender Spezialist für die Entwicklung und Fertigung dieser anspruchsvollen Bauteile, die einen zusätzlichen Freiheitsgrad in die spanende Metallbearbeitung einbringen, ist die Demmeler Automatisierung & Roboter GmbH in Heimertingen/ Allgäu.
Auf den Antrieb kommt es an
Das Unternehmen bietet Dreh- und Drehverschiebetische, die Durchmesser bis zwölf Meter und Tragkräfte bis 500 Tonnen erreichen können. Zu den Abnehmern gehören die Hersteller von Großbearbeitungszentren, mit denen zum Beispiel Gehäuse von Windkraftanlagen oder von Großgetrieben in einer Aufspannung bearbeitet werden können. Natürlich gehören auch kleinere NC-Rundtische zum Fertigungsprogramm. Neben der Lagerung, die bei den schweren Drehstischen hydrostatisch ausgeführt wird, kommt der Präzision des Antriebs entscheidende Bedeutung zu.
Schließlich muss die Drehbewegung auch dann höchstgenau ausgeführt werden, wenn tonnenschwere Lasten während der Fräs- oder Drehbearbeitung zu bewegen sind. Nur dann ist gewährleistet, dass die Bearbeitungsprozesse in der gewünschten Genauigkeit erfolgen. Zudem wirken während des Fräsens bzw. Drehens hohe Kräfte auf das Werkstück ein, die der Drehtisch und sein Antrieb letztlich aufnehmen müssen. Die Belastung dieses Antriebssystems ist also sehr hoch.
Bisherige Lösung: Effektiv, aber aufwändig
Üblicherweise verwendet man als Drehtischantrieb eine Kombination aus einem Hauptantrieb für die Drehbearbeitung und – meist spielfreie – Servogetriebe für die Bewegung der C-Achs-Funktion. In dieser Konfiguration liefert der Hauptantrieb das gesamte Antriebsmoment, das kontinuierlich auf den Drehtisch mit der Spindel übertragen wird. Meistens wird die Leistung über ein Stirnradgetriebe mit zwei Gängen übertragen.
Dieser Antrieb stellt hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen für die Bearbeitung des rohen Werkstücks aus Stahl oder Gusseisen bereit und ermöglicht hohe Geschwindigkeiten für die Fein- und Endbearbeitung. Während der Fräsarbeiten liefert der Servoantrieb der C-Achse bei niedriger Geschwindigkeit 100 Prozent des Drehmoments. Wenn der Rundtisch bewegt wird, müssen die beiden Ritzel entkoppelt und der Hauptantrieb in die Leerlaufposition geschaltet werden.
Gesucht: Ein einfacheres Antriebssystem mit ebenso hoher Präzision
Dieses Antriebskonzept bewährt sich ohne Zweifel in der Praxis, und Demmeler hat es bis zur Perfektion weiterentwickelt. Da das Antriebssystem aber komplex und dementsprechend auch relativ teuer ist, suchten die Ingenieure nach einer Alternative, die eine mindestens ebenso hohe oder gar bessere Präzision ermöglicht, zugleich aber einfacher im Aufbau ist. Eine solche Lösung – das MSR-System – hat Redex Andantex, der französische Hersteller von Präzisionsantrieben für den Werkzeugmaschinenbau, jetzt zur Serienreife entwickelt.
Es vereint beide Antriebsfunktionen, die Demmeler benötigt und erfüllt damit das Kriterium der wesentlichen Vereinfachung. Der Grundaufbau des Systems: Zwei identische Getriebezüge (Zwillingsritzel), bestehend aus Antriebsmotor, MSD-Schaltgetriebe und Winkelgetriebe teilen sich während der Drehbearbeitung die Last im Verhältnis 50:50. Beide Antriebe drehen also in dieselbe Richtung. Beim spielfreien Fräsen oder Positionieren werden die Antriebe elektrisch verspannt.
Dann dient ein Antrieb dazu, die Bewegung auszuführen, während der andere bremst. Dazu bezieht die Antriebssteuerung von der Gesamtsteuerung (zum Beispiel von einem Siemens- oder einem Fanuc CNC-System) ein Motor-Vorspannmoment, das das Spiel zwischen zwischen Ritzel und Zahnkranz sowie das Getriebespiel ausgleicht. Diese Lösung ermöglicht ein sehr genaues Positionieren und erlaubt damit die Integration von zusätzlichen Funktionen der C-Achse ohne zusätzliche mechanische Antriebskomponenten.
Einbaufertiges Antriebssystem
Für die neuartige Antriebslösung hat Redex Andantex ein einbaufertiges System entwickelt, das ein Zweigang-Schaltgetriebe vom Typ MSD mit einem spiralverzahnten Kegelradgetriebe der Serie R kombiniert. Das hochintegrierte und kompakte System ist direkt einbaubar, das Kegelradgetriebe kann entsprechend dem jeweiligen Maschinenaufbau optional entfallen. Da das Antriebssystem für Drehmomente bis 9.000/18.000 Nm angeboten wird (in diesem Fall stellen zwei 100 kW-Motoren das nötige Drehmoment bereit), können auch sehr große Werkstücke präzise bewegt und mit sehr geringen Toleranzen bearbeitet werden.
Bei einem Ritzel/Zahnkranz-Verhältnis von zum Beispiel 2 bis 5 sind Drehtisch-Drehmomente von über 400.000 Nm möglich, und es wird eine Gesamtübersetzung (Getriebe plus Ritzel/ Zahnkranz) von 217/57 erreicht. Die Kopplung des Antriebs mit der NC-Steuerung gewährleistet eine Koordination der Bewegungsund Bearbeitungsvorgänge.
Erfolg mit neuem „Duo Drive“ Antriebssystem
Die Vorteile des neuen Antriebssystems von Redex Andantex bestätigen sich bereits in der Praxis. Demmeler setzt das neue System unter der Bezeichnung Duo Drive in der neuesten NC-Drehtischgeneration ein und kann nur Positives berichten. Bernhard Eberhard, Leiter Konstruktion bei der Demmeler Automatisierung & Roboter GmbH: „Die neue Lösung ist deutlich einfacher und wirtschaftlicher – das macht unsere Drehtische noch wettbewerbsfähiger .“
Die Konstrukteure müssen kein Getriebe mehr für die C-Achse vorsehen, und die Synchronisation der beiden Zahnradantriebe sowie die Koordination der Bewegungsabläufe mit dem Fräswerkzeug wird sozusagen „en passant“ von der CNC-Steuerung, d.h. ohne zusätzliche mechanische und/ oder elektronische Komponenten erledigt.
Mehr Informationen zur REDEX GmbH:
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REDEX GmbH |
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Schillerstr. 16 |
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34431 Marsberg |
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Tel.: +49 29 92 58 69 |
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Fax: +49 29 92 58 84 |
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E-Mail: info@redex-andantex.de |
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www.redex-andantex.com |
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www.redex.fr |
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