Ein Portalfräswerk zur Bearbeitung kleiner Teile fehlte noch im Portfolio eines spanischen Maschinen-Herstellers. Um die neue Maschine kompakt bauen zu können, setzte das Unternehmen auf Servoaktuatoren, die sich in die Fräskopfe integrieren und leistungsoptimiert auslegen lassen.

Das Unternehmen Zayer im spanischen Vitoria stellt mit seinen 150 Mitarbeitern Bettfräsmaschinen, Fahrständer, Gantry- und Portalfräswerke her. Eingesetzt werden die Maschinen in vielen Branchen, zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Dort bearbeiten sie Bugräder, Turbinen oder Komponenten vom Flugzeugrumpf oder sie werden im Vorrichtungsbau genutzt. Auch in der Windkraftindustrie finden die Fräsmaschinen Verwendung – zur Fertigung von Plattform, Rotor und Nabe. Die Fräs- und Bearbeitungslösungen gehen dabei zu etwa 80 Prozent in den Export. Mit großer Markt- und Kundennähe greift Zayer immer wieder Trends auf. Aktuell ist das die Nachfrage nach Portalfräsmaschinen mit niedrigerer Beladungs- und Fräskapazität, um auch kleine Teile bearbeiten zu können. Für diesen Markt hat Zayer nun eine passende Baureihe entwickelt: das Portalfräswerk Arion. Verfahrwege in der X-Achse bis 4 Meter, in der Y-Achse bis 3,1 Meter und in der Z-Achse Z bis 1,1 Meter belegen das platzsparende Layout der Arion. „Maschinentechnisch stechen eine Reihe von Vorteilen hervor“, erläutert Luis Calleja, Entwicklungsleiter bei Zayer, „unter anderem die Kompaktheit der Fräsköpfe und die Möglichkeit, diese automatisch um bis zu 30° drehen zu können. Hinzu kommen die verschiedenen Ausführungen zur reinen Positionierung von Achsen oder zur automatischen Achsennachführung.“ Verantwortlich für diese Performance-Merkmale sind die Premo-Servoaktuatoren von Wittenstein Alpha.

Skalierbar für den idealen Fräskopf

Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren weisen unterschiedliche Leistungsanforderungen auf – je nach Aufgabenstellung, konstruktiver Ausführung, Maschinenleistung und Automatisierungsgrad. Antriebstechnische Kenngrößen sind in diesem Zusammenhang die Dynamik, Geschwindigkeit, Positioniergenauigkeit, Abtriebsgeometrien, Geberausführungen und die gewünschte Konnektivität. Auf der Basis dieser Eigenschaften ermöglichen die Premo-Aktuatoren – auch bei Zayer – eine flexible Skalierung von Leistungs- und Ausstattungsmerkmalen. Ingenieure der spanischen Wittenstein-Tochter unterstützen Zayer bei der Auslegung von Motor und Getriebe. Auf diese Weise erhielt Zayer für die Arion-Fräsköpfe die optimalen Servoaktuatoren – mit der passenden Motorleistung zwischen 0,8 kW bis 8,8 kW, als Wellen- und Flanschausführungen sowie mit Gebervarianten vom Resolver bis zum voll digitalen Motorfeedback-System in Hiperface-DSL-Einkabeltechnik. Hinsichtlich der Leistungsklassen konnte der spanische Maschinenhersteller ebenfalls wählen. Die Einstiegsklasse Premo base Line bietet gute Performance beim Positionieren; die Dynamikklasse Premo Advanced Line gewährleistet hohe Präzision für besondere Positionieraufgaben und erfüllt hohe Anforderungen an Dynamik und Kräfte. Die Extraklasse Premo High Line, wie sie Zayer in der Arion einsetzt, punktet in vielerlei Hinsicht: durch hohe Drehmomente und Kippsteifigkeit für eine hohe Produktivität und Vielseitigkeit. Der Premo-Servoaktuator konnte so aus dem Baukasten heraus passend für die aktuelle Aufgabenstellung konfiguriert werden. Gleichzeitig erlaubt der modulare Ansatz eine jederzeitige und schnelle Anpassungen der Motor-Getriebe-Einheit an neue Leistungsanforderungen und Automatisierungswünsche.

Automatisch positionieren und nachführen

Entsprechend den Wünschen der Kunden führt Zayer die Portalfräsen individuell aus, zum Beispiel mit Fräsköpfen in unterschiedlichen Funktionalitäten, mit unterschiedlich dimensionierten Werkzeugmaschinen oder auch mit automatischen Werkzeugwechslern. Eine weitere Option, die vom gewünschten Bearbeitungsprozess abhängt, ist die Wahl zwischen einer ausschließlich positionierenden Bewegung der Fräsachse oder einer kontinuierlichen Nachführung der Achse. „Im erstgenannten Fall kommt pro Achse ein Premo-Servoaktuator zum Einsatz, der den Fräskopf erst präzise positioniert, bevor die spanende Bearbeitung des Werkstückes startet“, beschreibt Luis Calleja. „Soll die Achse nachgeführt werden, ist sie mit zwei elektrisch miteinander verspannten Aktuatoren ausgerüstet.“ Dadurch weist das Portalfräswerk Arion eine Funktionalität auf, die für hoch mechanisierte Anwendungen wie den Formenbau oder die Stanzteilefertigung wichtig ist – und die auch in den größeren Modellen Tebas und Neos von Zayer zu finden sind.

Positives Feedback

Die Arion-Portalfräswerke wurden Anfang Juni 2016 erstmals auf einer spanischen Maschinenbaumesse präsentiert. „In kurzer Zeit wurden bereits acht Maschinen verkauft, von denen mittlerweile fünf bei Kunden aus der Luft- und Raumfahrt und Stanzung in Betrieb genommen wurden“, freut sich Luis Calleja über die erfolgreiche Markteinführung. Die Erfahrungen der Kunden sind zufriedenstellend, so dass Zayer auch den Premo-Aktuatoren ein durchweg positives Zeugnis ausstellt. Das gilt auch für die weitere Wittenstein-Servotechnik, die ebenfalls in den Arion-Maschinen zum Einsatz kommt. „Alle projektierten Antriebssysteme von Wittenstein erzielen in der Praxis nachweisbar sehr gute Leistungen“, bestätigt Luis Calleja.

Fazit

Mit dem innovativen Fräskopfkonzept bietet Arion ein Maß an Robustheit, Präzision und Flexibilität, das bislang nur größere Portalfräswerke der Zayer-Baureihe Tebas und Neos bieten konnten. Durch den Einsatz von kleineren und standardisierten Komponenten sowie der leistungsoptimal ausgelegten Aktuatoren von Wittenstein passt das Arion-Portalfräswerk auch wirtschaftlich in ihr Marktsegment. Hinzu kommt, dass Zayer großen Wert auf ein modernes Maschinendesign legt – in das die hochwertig ausgeführten Premo-Servoaktuatoren gut hineinpassen.