Multiprozess-CNC-Werkzeugmaschine für Schaftfräserfertigung

Die US-amerikanischen Hersteller Star Cutter Company und Garr Tool haben gemeinsam eine 5-achsige CNC-Werkzeugmaschine entwickelt, die die Herstellung komplexer Profilfräser – vom Rohling bis zum fertigen Werkzeug – vollständig automatisiert.

Bild: NUM AG

Vor einigen Jahren begann Garr Tool mit der Herstellung einer Reihe von Werkzeugen mit großem Durchmesser für Maschinen mit hohem Drehmoment, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden. Die Herstellung dieser Werkzeuge erforderte jedoch mehrere Maschinen und mehrere Prozesse. Das Unternehmen begann daher ein gemeinsames Projekt mit dem Elk Rapid Engineering Team von Star Cutter, um eine Multiprozess-Maschine zu entwickeln, die die gesamte Produktionsaufgabe bewältigen kann. Das Ergebnis war 2018 die Entwicklung einer Star CNC-Werkzeugschleifmaschine, die die NUMRoto-Software für Schaftfräsen und Rundschleifen sowie Linearmotoren und dazugehörige Antriebe umfasst, wobei alle fünf Achsen mit einem geschlossenen Kühlkreislauf ausgestattet sind. Diese thermisch stabile Maschine ermöglicht es Garr Tool, einen Durchmesser von 0,001″ auf dem Außendurchmesser dieser Werkzeuge auch bei unbeaufsichtigtem Betrieb von 48 Stunden einzuhalten.

Die neueste Maschine von Star, die NXT-Werkzeugschleifmaschine, verfügt nun über die gleichen Merkmale, die auch bei Garr Tool eingeführt wurden. Basierend auf dem CNC-System Flexium+ und der Software NUMRoto von NUM verfügt diese neue 5-Achsen-Werkzeugmaschine über Linearmotoren anstelle von Kugelumlaufspindeln an den X-, Y- und Z-Achsen, direkt angetriebene Torque-Motoren an den B- und C-Rotationsachsen und einen flüssigkeitsgekühlten Spindelmotor. Es stehen drei verschiedene Spindelmotortypen zur Auswahl, um den Anforderungen der jeweiligen Anwendung am besten gerecht zu werden. Dazu gehören ein Hochgeschwindigkeitsmotor mit 24.000 Umdrehungen pro Minute und ein Hochleistungsmotor mit einer Leistung von 28kW.

Die NXT hat eine kleine Stellfläche (einschließlich der Spindel/Achsenkühlung) von nur 2.300 x 2.032mm (7′ 6“ x 6′ 6″) und eine installierte Höhe von nur 2.284mm (7′ 5″). Der Sockel der Maschine ist aus dem Polymerverbundwerkstoff Zanite Plus gegossen, um mechanische Steifigkeit und thermische Stabilität zu gewährleisten. Trotz ihrer geringen Größe bietet die NXT einen großen Schleifbereich mit maximalen X-, Y- und Z-Verfahrwegen von 500mm, 650mm bzw. 750mm (19,7″, 25,6″ und 29,5″). Die Maschine kann Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 381mm (15″) und bis zu 254mm (10″) aufnehmen. Automatischer Schleifscheibenwechsel und -abtastung sind Standard bei Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 8″ (203mm), und in der NXT können auch Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 10″ (254mm) mit Kühlmittelverteiler und Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 12″ (305mm) ohne Kühlmittelverteiler eingesetzt werden. Die Möglichkeit, Schleifscheiben mit großem Durchmesser für Profilieranwendungen oder kleine Scheiben mit einem Durchmesser von weniger als 1″ (25mm) für das PKD-Taschenschleifen auf ein und derselben Maschine zu verwenden, bietet ein bemerkenswertes Maß an Produktionsflexibilität.

Die neue NXT-Werkzeugschleifmaschine von Star Cutter verfügt über einen vollständig integrierten Fanuc 200iD-Kompaktroboter mit 6 Achsen und kurzem Arm, der die vollautomatische Bearbeitung von runden und flachen Werkzeugrohlingen ermöglicht. Der Standardgreifer kann Rohlinge mit einem Durchmesser von 5mm bis 32mm handhaben, wobei weitere Optionen erhältlich sind. Die Messdaten des Prozesses werden direkt in die NUMRoto-Software des CNC-Systems eingespeist, um eine adaptive Echtzeitsteuerung des gesamten Schleifprozesses zu ermöglichen.

Der NXT basiert auf einer modularen Architektur und ist für eine einfache Integration mit anderen Formen der industriellen Automatisierung und Handhabungsrobotern ausgelegt. Ein umfangreiches Angebot an werkseitigen und nachrüstbaren Optionen umfasst auch eine verfahrbare W-Achse und einen Radabrichter mit 12.000 U/min.

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