Maßgeschneiderte CNC-Plattform bietet wirtschaftliche Lösung für integrierte Aluminium-Verarbeitungslinie

Ausgehend von einer NUM Standard-CNC haben diverse Anpassungen dem Spezialmaschinenbauer MKM International geholfen, eine höchst integrierte einstufige Produktionslinie für Aluminiumprofile zu entwickeln.

Die vollautomatisierte Bearbeitungslösung ersetzt die alte mehrstufige, halb-manuelle Produktion. Mit ihren Robotköpfen kann die duale 5-Achs-Maschine Aluminiumprofile von bis zu 9m Länge in einem Durchgang von allen 6 Seiten bearbeiten. In Kombination mit der Barcode-Identifizierung der Materialien stellt die neue Produktionslinie für einen führenden Fenster- und Türenhersteller eine drastische Verringerung der Produktionszeit dar, zudem wurde durch die durchgehende Automation menschliches Versagen als Fehlerquelle weitestgehend eliminiert.

Eine Axium CNC-Plattform von NUM steuert das gesamte Bearbeitungszentrum, einschließlich der 10 Achsen der Robotköpfe sowie alle Sensoren und Aktoren.

Die Axium-Plattform wurde nicht nur aufgrund ihrer Rechenleistung ausgewählt, sondern vor allem auch aufgrund der Bereitschaft von NUM, dieses Steuerungssystem in Zusammenarbeit mit MKM so anzupassen, dass die bestmöglichste Leistung für den Kunden erreicht werden konnte.

Eine der Anpassungen ist die Entwicklung einer Schnittstelle zu einem harmonic Drive Motor, der einen Hohlwellen-Servomotor mit einem spielfreien Getriebe kombiniert. Die Möglichkeiten des Harmonic Drive werden von den MKM 5-Achs-Robotköpfen voll ausgeschöpft und bieten der Werkzeugmaschine einiges mehr als nur die übliche Leistung, zum Beispiel höhere Bewegungstreue und kompaktere Abmessungen im Vergleich zu alternativen Ansätzen wie die Kombination aus Zahnriemen mit Planetengetrieben. Daraus resultiert eine Kompaktheit der Robotköpfe, die auch sehr enge Bewegungen erlaubt, während die Steifigkeit des Systems eine sehr hohe Präzision und Genauigkeit gewährleistet.

Das Ziel der Kompaktheit steht auch hinter einer zweiten großen Anpassung: Die Integration eines speziellen Drittanbieter-Spindelmotors in den NUM Digital Drive Typ MLDU3.

In den ersten Kundengesprächen lautete der Auftrag an MKM, einen neuen Maschinentyp mit einem Robotkopf und einem flip-over Halter herzustellen, sodass der Robotkopf alle Seiten des Aluminiumprofils in zwei Arbeitsschritten bearbeiten könnte. Als sich MKM jedoch in die Materie eingearbeitet hatte, entdeckte man die Möglichkeit, die Produktivität und Präzision noch weiter zu erhöhen, indem zwei Robotköpfe eingesetzt werden, die alle sechs Seiten des Aluminiumprofils in einem Arbeitsschritt bearbeiten.

NUM ist der CNC-Technologie-Partner von MKM. Beide Firmen haben gemeinsam bereits an zahlreichen Spezialmaschinenprojekten zusammengearbeitet. Für dieses neue Konzept zur Aluminiumbearbeitung erarbeiteten beide Parteien eine Lösung zur Steuerung von zwei Robotköpfen durch eine einzige Axium CNC, mit dem Hintergrund, Kosten zu sparen, und einigten sich zudem auf eine Anpassung der Motorschnittstellen zur weiteren Optimierung der Bearbeitungsleistung.

"Durch die Unterstützung von NUM bleiben wir auch im Vergleich zu den großen Maschinenbauern wettbewerbsfähig, obwohl wir meist Einzelanfertigungen oder kleine Mengen produzieren", sagt Michael Koehler, Geschäftsführer der MKM International. "Viele CNC-Hersteller verlangen große Summen für Applikationsleistungen oder sind erst gar nicht bereit, Ingenieurleistungen auch für kleinere Anwendungsgebiete anzubieten. NUM ist uns hier sehr entgegengekommen. Wir konnten uns direkt mit dem CNC Entwicklungsteam zusammensetzen und gemeinsam Lösungen finden, die sowohl schnell als auch ökonomisch sind und zudem genau auf die spezielle Anwendung abgestimmt."

"Wir konzentrieren uns auf kleine bis mittlere OEMs, sowie auf eine Reihe von Segmenten innerhalb des Werkzeugmaschinen-Sektors, wie zum Beispiel den Bereich der Spezialmaschinenherstellung", ergänzt Alexander Helmes von NUM. "Natürlich basiert unser Erfolg auf unseren Produkten, aber darüber hinaus auch auf unserer partnerschaftlichen Einstellung. Wir arbeiten gern mit den Werkzeugmaschinenherstellern zusammen und übernehmen die Verantwortung für das gesamte Steuerungssystem. Das Bestreben, die bestmöglichste Lösung zu finden wird bei uns immer dem Verkaufsgedanken übergeordnet. Wie dieser Fall zeigt, sind wir auch bereit, Produkte von Drittanbietern zu integrieren, wenn wir der Meinung sind, dass sie für diese spezielle Anwendung besser geeignet sind."

Zahlreiche NUM Produkte werden in dieser Maschine eingesetzt, einschließlich des Axium NCKs, den Servodrives und -motoren, sowie den Ein- und Ausgangsmodulen. Die Spindelmotoren und die Harmonic Drives werden von einem Drittanbieter bezogen, das Bedienfeld ist wiederum von NUM. MKM programmierte es so, dass die Anwendung und Bedienung so einfach wie möglich ist.

Die NUM Servodrives und -motoren ergänzen die CNC mit Motion-Control-Funktionen, die speziell für Anwendungen auf Werkzeugmaschinen optimiert sind. Genauigkeit und Bewegungstreue stehen im Mittelpunkt des Regelkreises und werden durch eine Reihe von speziellen Maßnahmen inkl. eines proprietären Highspeed Bus zwischen CNC und Drives, sowie durch die Feininterpolation des Bewegungsprofiles im Regler mit 5kHz, - eine in diesem Applikationssektor nicht alltägliche Geschwindigkeit, erreicht. In Kombination mit Motoren, die im Hinblick auf Drehmoment und Trägheit optimiert wurden, stellt das Angebot von NUM in jeder Hinsicht eine mehr als marktgerechte Antwort auf die mechanischen Anforderungen in diesem Segment dar.

In der Regel geht es in der Automatisierung darum, wie schnell man von A nach B fahren kann. Für eine CNC-gesteuerte Bewegung ist jedoch die Konturgenauigkeit heute wichtiger denn je. Die Kontrolle von NUM über alle bewegten Achsen sichert eine unübertroffene Performance im Bezug auf Geschwindigkeit und Genauigkeit, an der Stelle, wo sie am wichtigsten sind: Direkt an der mechanischen Schnittstelle zur Maschine.