Gemini HD36 - ein fortschrittliches Blechbearbeitungssystem

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Das Prinzip der „Teilebearbeitung in einer einzigen Aufspannung“ ist führend bei der Entwicklung moderner Werkzeugmaschinen: ob es sich nun um kleine oder große, einfache oder komplexe Teile handelt, unabdingbar ist bei der Herstellung, lange und kostenaufwendige Beförderungswege zwischen verschiedenen Bearbeitungsmaschinen zu vermeiden, dafür aber Präzision und Schnelligkeit in der Durchführung zu bieten. Auch bei der Entwicklung der Werkzeugmaschinen von Ficep wurde dieser Weg eingeschlagen, bis hin zur neuesten Errungenschaft der Produktfamilie Gemini: dem Modell HD36.

Struktur und Installation

Es handelt sich hierbei um eine Maschine, die Bohr-, Fräs- und Brennschnittarbeiten an Blechteilen durchführen kann, unter Anwendung der Gantry-Konfiguration sowie von Bearbeitungsköpfen mit Bohr- und Frässpindeln, Plasmaschneidbrennern und Sauerstoffschneidbrennern.Die Maschine ist folgendermaßen aufgebaut. Sie besteht aus einer gebogenen elektrogeschweißten Blechplatte, ein Bauprinzip, das aus den Gemini-Vorgängermodellen aufgenommen wurde: die Platte ist dadurch leicht und steif zugleich, dank auch der auf der Elementen-Analyse basierenden Größe. In der Tat sieht die hohe Konfigurierbarkeit der Maschine die Verwendung von zwei Bohr- und Fräsköpfen vor, die gleichzeitig arbeiten können und dadurch beträchtliche Kräfte erzeugen, die die Maschinenstruktur absorbieren muss. Das Portal ist außerdem dahingehend entwickelt, die Installationsarbeiten extrem zu vereinfachen: Bei der Planung der Maschine wurde die Verladung in Container mitbedacht, so dass sie im Ficep-Werk von Gazzada Schianno (Varese) zusammengebaut und abgenommen werden kann und dann an den Kunden versandt wird, ohne dass sie noch einmal abgebaut werden muss. Wenn das Fundament einmal fertiggestellt ist und die Gleise, auf denen sich die Gemini HD36 bewegt, angelegt sind, müssen vor Arbeitsbeginn nur noch die verschiedenen Anschlüsse, wie Strom, Gas, Rauchabsaugung, angeschlossen werden. Die Grundarbeitsfläche beträgt 3.600 mm in der Breite und 6.000 mm in der Länge, aber der modulare Aufbau der Maschine ermöglicht es, die Länge auf maximal 24 Meter zu erweitern.

Gemini HD36 - ein fortschrittliches Blechbearbeitungssystem

Jürgen Warrink, Produktmanager

Die Bearbeitungseinheiten

Die Gemini HD36 wendet sich an die typischen Ficep-Kunden, aber nicht nur: in der Tat ist sie für den Stahlbau (leichten und schweren Stahlbau, Brückenbau und geschweißte Träger) und für die Baumaschinenherstellung ausgelegt. Auch Unterlieferanten wie Servicecenter und Betriebe die im Minensektor tätig sind, finden in diesem Modell die für ihre Bedürfnisse geeignetste Lösung, dank auch der hohen Leistung der Bearbeitungseinheiten und der Betriebsflexibilität. Im Vergleich zu den kleineren Modellen bietet die neue Gemini HD36 eine hohe Modularität, welche auch durch die konkrete Möglichkeit gegeben ist, sie mit einem oder zwei Köpfen zu konfigurieren, die wiederum jeweils neben der Bohr-und Frässpindel auch einen Plasmaschneidbrenner aufnehmen können. Außerdem können am Ständer auch bis zu drei Sauerstoff-Schneidbrenner installiert werden. Von der einfacheren Version (mit einem Bohr- und Fräskopf) wird somit auf die komplettere Lösung übergegangen (zwei Köpfe mit jeweils einer Bohr-und Frässpindel, jeweils einem Plasma-Schneidbrenner und drei Sauerstoff-Schneidbrennern).
Als Option gibt es einen Schneidbrenner auf einem hochinnovativen Bevel-Kopf, der dank dreier zusätzlicher Achsen auch Sonder-Schrägschnitte ausführen kann, die vom Maschinenanwender als Vorbereitungs-Bearbeitungen für Schweißvorgänge verlangt werden (Kantenabschrägungen). Jede Spindel kann entweder mit 19 oder 26 kW versehen werden und verfügt über eine ISO 40 Werkzeugaufnahme. Es handelt sich hierbei um einen großen Schritt voraus im Vergleich zu den 11 kW der kleineren Gemini-Modelle: die HD36-Version eignet sich dadurch auch für anspruchsvollere Bearbeitungen und für besonders widerstandsfähiges zu bearbeitendes Material. Die Besonderheit der Modell-Familie Gemini liegt in einem zusätzlichen Weg der Bohr- und Fräsköpfe. Neben der Seitenbewegung des Gantry können die Köpfe unabhängig voneinander innerhalb einer Fläche von 400x3.600 mm arbeiten, welche durch eine Andrückvorrichtung begrenzt ist, die das Blech während der Zerspanvorgänge niederdrückt. Wenn das Portal einmal an einem bestimmten Punkt platziert ist, wird die Andrückvorrichtung mittels vier Pneumatikzylinder herabgelassen, um das Blech festzuhalten; die Bohr- und Frässpindeln können so schneller und präziser arbeiten, ganz zum Vorteil der Qualität des Endprodukts und der Bearbeitungsdauer. Die Neigung der Zylinder ermöglicht es, das Teil fester zu blockieren als mit senkrecht auf das Blech herabgelassenen Zylindern, außerdem entsteht dadurch ein größerer Widerstand gegenüber den durch den Fräsvorgang seitlich freigesetzten Kräften.Das lineare Werkzeugmagazin sieht acht oder mehr Positionen pro Kopf vor und befindet sich im inneren Bereich der Maschine. Der Werkzeugwechsel erfolgt, indem gleichzeitig die Bewegungen des Kopfes und der Magazinhilfsachse ausgenutzt werden.Das Plasmaschneiden wird von Hypertherm-Generatoren von 260 oder 400 A ausgeführt: der erste garantiert eine Schnitttiefe bis zu 38 mm (50 mm ausgehend vom Blechrand), während der zweite bis zu 64 mm (80 mm ausgehend vom Blechrand) ermöglicht.Vom Sauerstoffschneidbrennen kann nicht abgesehen werden, wenn die Blechteile stärker als 50-60 mm sind, bis hin zur zugelassenen Stärke von 127 mm (5”).

Motoren und Antriebssysteme

Die Gemini HD36 baut auf einem vollkommen modularen Prinzip auf, ausgehend von der Länge der Maschine. Das Bewegungssystem des Ständers basiert auf der Kopplung Ritzel/Zahnstange, die von zwei unabhängigen Motoren angetrieben werden: es ist ausreichend, die Zahnstangenmodule hinzuzufügen, die für die Konfigurierung eines Modells mit anderen Eigenschaften nötig sind. Die Steuer- und Kontrollelektronik ist ausschließlich Fanuc: ausgehend von der CNC, dem Modell 31iB, bis hin zu den Antriebssystemen und den Motoren. Dies garantiert eine perfekte Kompatibilität der verschiedenen Komponenten und vermeidet das Auftreten von Anpassungsproblemen.Es wird die bekannte Minosse Software eingesetzt: Das Interface ist dasselbe, das auf den anderen Ficep-Maschinen angewandt wird, wodurch die Bediener schneller eingewiesen werden können.Es können spezielle in der Digitalsteuerung geladene Makros genutzt werden, um eine Programmierung direkt an der Maschine vorzunehmen. Dieselben Makros werden auch automatisch von der Software WinNest erkannt, welche zusammen mit der Maschine geliefert werden und welche eine Optimierung der Teilepositionierung auf dem Blech (Nesting) vom Planungsbüro aus ermöglicht. Da oft mit sehr großen Blechen gearbeitet wird, kann die Nullausrichtung der Bleche komplex sein: Ficep hat deshalb eine Funktion integriert, durch die mittels eines Spotlasers die Position des Bleches erkannt werden kann, welches somit schnell und ohne große Vorbereitungsmaßnahmen platziert werden kann, da sich das Arbeitsprogramm „automatisch“ dreht, um sich der Stellung der Blechplatte anzugleichen.

Eine “intelligente” Hilfe

Das Traggitter des Bleches verdient ein Kapitel für sich.Vor allem wegen seiner Modularität, wenn man bedenkt, dass die 6 Meter lange Basislänge leicht bis auf 24 Meter erweitert werden kann.Ähnliche Maße sind nicht nur für die Bearbeitung sehr großer Teile nützlich, sondern auch zur Durchführung von „Pendel“-Arbeiten an einem Blech, während der Maschinenbediener fertige Teile am anderen Bearbeitungsbereich entlädt. Natürlich steht in diesem Fall die Sicherheit an erster Stelle: aus diesem Grund haben die Planer von Ficep die Verwendung spezieller Laserscanner vorgesehen, mit denen die Sicherheitsbereiche abgegrenzt werden, während sich die Maschine in Bewegung befindet. Bei einem Störfall z.B. wird der Arbeitsvorgang der Maschine sofort gestoppt, bis der Bediener die Gefahrenzone wieder verlassen hat, wonach der Arbeitszyklus wieder aufgenommen wird. Sollte außerdem ein Hindernis zu nah an der Gantry auftreten, so kommt es zu einem Notstop und die Maschine gibt ein Alarmsignal an den Bediener. Dieses System vereinfacht auch die Installation der Gemini HD36, da somit die Notwendigkeit von Gehäusen und äußeren Schutzeinrichtungen hinfällig werden, außerdem werden dadurch die Auf- und Abladezeiten der Rohbleche sowie das Abladen der Fertigteile vereinfacht. Das Blechtragegitter ist anders im Vergleich zu denen von Laser- oder Plasmaschneidmaschinen oder Autogenbrennern: das Vorhandensein einer Bohr- und Frässpindel setzt besondere Maßnahmen zum Werkzeugschutz voraus. Beim Durchdringen des Materials könnte das Werkzeug das Traggitter berühren und sich vorzeitig abnützen. Unter Verwendung von kleinen in regelmäßigen Abständen positionierten Messing-Zylindern ist das Blech vom Traggitter abgesetzt und das Werkzeug kann ohne das Gitter zu berühren die Teile bearbeiten. Im ungünstigsten Fall berührt das Werkzeug nur die Zylinder, die aus einer sehr weichen Legierung bestehen und keine negative Auswirkung auf die Lebensdauer des Werkzeugs oder des Traggitters haben.

Wichtige Details

Eine der Hauptbeschränkungen der Plasma-Technologie liegt in der Kegelform der Flamme und folglich der Bohrungen, die diese ausführt. Dank einer vor kurzem erfolgten Vereinbarung mit Hypertherm kann die Firma Ficep jetzt auch die TrueHole-Technologie anbieten, mit Hilfe derer dieses Problem reduziert wird: Bei einer Bohrung von 10 mm Tiefe z.B. erwirkt das Plasma eine Kegelform von ca. 1,5 mm. Mit TrueHole wird dieser Fehler auf nur 0,5 mm reduziert, sehr nah an den 0,3 mm des Laserverfahrens. Das Plasmaverfahren weist außerdem einen “Zeugen” zwischen Eingang und Ausgang des Trägers auf, welcher auch dank der TrueHole-Technologie eliminiert wird. Der Teleservice ist eine Standarddienstleistung, die mit dieser Art Maschine angeboten wird: über die Verbindung mit einem Ficep-Server ist es möglich, die Bedienungsbedingungen aufzuzeigen und im Notfall einzugreifen. Auf diese Art kann der Kundendienst auf Distanz Hilfe leisten oder auch installierte Softwaresysteme aktualisieren. Über eine Webcam kann die Gemini aus verschiedenen Blickwinkeln beobachtet werden, um den Ficep-Technikern die Arbeit während des Kundendiensteinsatzes zu erleichtern.

Kontakt

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SpAvia Matteotti 21
21045 Gazzada Schianno
+393666164402

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Otto Hahn Straße 42
49529 Nordhorn
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