Der Betriebsleiter 4/2016

FERTIGUNGSTECHNIK
01 Das modernisierte Scharmann-Plattenbohrwerk im Überblick
weight-Design ist für den Fahrzeugbau
effizient, für den Werkzeugmaschinenbau
nicht. Leichte Maschinenbette und gerade
noch ausreichend berechnete Führungsbahnen
begrenzen die Standzeiten
hinsichtlich Genauigkeit und Lebensdauer.
– Vor diesem Hintergrund fiel unsere Entscheidung
gegen eine Neumaschine und
für die Modernisierung leicht.“
Die Überholungs- und
Modernisierungsschritte
02 Dank der Modernisierung können
manche Bauteile jetzt in der Hälfte der vorher
benötigten Zeit bearbeitet werden
Das Plattenbohrwerk wurde in der Werkstatt
der Raffinerie demontiert und zu dem
beauftragten Modernisierungspezialisten
Maschinenbau Hellwig transportiert. Dort
erfolgte die Zerlegung der Maschine in ihre
Baugruppen und deren Reinigung mit Aufnahme
des detaillierten Überholungs- bzw.
Erneuerungsbedarfs.
Das A&O der mechanischen Aufarbeitung
des Bohrwerks waren die Maßnahmen
zur Wiederherstellung der Maschinengeometrie.
Ziel war die Wiedererlangung der
Arbeitsgenauigkeit unter Berücksichtigung
der DIN 8620. Wesentliche Aufgabe war
dabei der Präzisionsschliff der Führungsflächen
am Maschinenbett genau wie an
Tischbett und Tischschlitten in planparalleler
Ausrichtung. Auch die Ständeraufnahmefläche
war planparallel zu den Führungsbahnen
zu schleifen.
Die Führungen von Ständerschlitten und
Spindelkasten wurden mit Gleitbahnbelag
unterfuttert, stichmaßhaltig nachgesetzt
und Ständerschlitten samt Ständerbett
durch Feinstschaben neu verpasst.
Auch der Winkelfräskopf erhielt eine Verjüngungskur:
Die Drehkranzfläche wurde
nachgeschabt, Fräskopf und Ständer unter
Beachtung der Winkellage zur Tischaufspannfläche
neu verpasst. Außerdem war
die 90 Grad Indexierung des Fräskopfs Instand
zu setzen und neue Präzisionsspindellager
wurden eingebaut.
Teil der mechanischen Überholung ist
immer auch die Prüfung und Instandsetzung
der Schmiereinrichtungen. Schmiernuten
der Führungsbahnen waren nachzufräsen
bzw. komplett neu einzufräsen, quer
zur Gleitrichtung angebrachte Nuten waren
anzufasen. Es galt, Schmierkanäle zu öffnen
und gründlich zu spülen sowie die Schmiernippel
zu erneuern. Zur Modernisierung
gehörte die Installation einer zeit- oder
weggesteuerten Zentralschmieranlage zur
Versorgung der Gleit und Führungsbahnen
und Spindeln. Die Schmutzabstreifer der
Führungen wurden durch moderne Abstreifersysteme
ersetzt. Der einfache Austausch
der Profillippen macht die neuen
Schmutzabstreifer künftig kostengünstig
und wartungsfreundlich.
Neue Antriebe braucht die CNC
Bestandteil der Modernisierung war der
Umbau der Achsantriebe auf CNC- Einzelantriebe
für Ständer-, Spindelkasten-, Bohrspindel-
und Tischverstellung sowie für
Tischrundbewegung und Hauptspindel mit
X-, Y-, Z-, W-Achse sowie B-Achse als Hilfsachse
und S-Achse. Die Vorschubachsen
(außer B-Achse) erhielten Kugelrollspindeln
sowie spiel- und wartungsfreie
Vorschubantriebe.
Integriert wurde eine Heidenhain Typ
iTNC 530 HSCI CNC-Bahnsteuerung für
fünf Achsen und geregelte Hauptspindel.
Ein tragbares elektronisches Handrad und
ein Werkstück-Tastsystem sind weitere
Komponenten. Zur Anpassung der CNC-
Steuerung an die Maschine sowie zur Realisierung
der Verknüpfungen in der Maschinensteuerung
wurde die in die CNC-Steuerung
integrierte SPS-Steuerung mit den erforderlichen
Ausbaustufen eingesetzt. Die
SPS-Steuerung sammelt die Fehlermeldungen
aus der Maschine, wertet diese aus, um
sie auf dem CNC-Display als Klartextmeldung
anzuzeigen. Das dafür benötigte Programm
wurde durch Hellwig erstellt.
Das neue, schwenkbare und höhenverstellbare
Bedienpult ermöglicht die Ausführung
aller Maschinenfunktionen. X-Achse,
V-Achse, Z-Achse W-Achse erhielten inkrementale
Längenmesssysteme, die B-Achse
ein inkrementales Winkelmessgerät und die
Spindel einen inkrementalen Drehgeber.
Auch der Schaltschrank wurde komplett
neu aufgebaut. Die gesamte Elektroinstallation
der Maschine wurde erneuert. Neu ist
auch die Elektrodokumentation mit Stromlaufplan,
Klemmenplan, Stückliste, SPS-
Programm-CD.
Grundlage der Antriebsauslegung waren
die bisherigen Daten für Drehzahl, Geschwindigkeit
und Antriebsleistung. Die
Vorschubantriebe wurden in Drehstrom-
Servotechnik mit jeweils 27 Nm bei 2000 UPm
ausgeführt, wobei die Drehzahl der Antriebsmotoren
so eingestellt wurde, dass die
alte Eilganggeschwindigkeit der Achsen erreicht
wird. Als neuer Hauptspindelantrieb
dient ein ebenfalls wartungsfreier 11 kW AC
Servo-Motor mit 140 Nm und 750 Upm
Dauerleistung (max. 4500 Upm).
Alle Schläuche und schadhafte Rohrverbindungen,
Armaturen und Steuerventile
der Kühlmitteleinrichtung einschließlich
deren Pumpe wurden erneuert. Zu guter
Letzt sorgt eine Neulackierung in den Farben
Lichtgrau und Lichtblau auch für visuelle
Akzente in der Werkstatt der Raffinerie.
Keine CE-Erklärung erforderlich
Dank der Modernisierung können jetzt manche
Bauteile in der Hälfte der vorher benötigten
Zeit bearbeitet werden, was vor allem
der neuen CNC-Steuerung zu verdanken
ist. Zudem gab es für die modernisierte
Maschine keinerlei Schulungs- und Einarbeitungsaufwand.
Der Maschinenbediener
kannte die Steuerung bereits, so dass er
nahtlos von der alten Scharmann auf die
„neue“ umsteigen konnte. Erwähnenswert
ist auch die Tatsache, dass das Scharmann
Plattenbohrwerk durch die Modernisierung
keine Funktionserweiterungen bzw. Änderungen
erhielt, die die Anwendung der Maschinenrichtlinie
erforderlich machen würde.
Warum Hellwig beauftragt wurde? Der
Auftraggeber kannte Hellwig bereits durch
vorangegangene Überholungs- und Modernisierungsprojekte
für kleinere Werkzeugmaschinen.
Dennoch wurden Angebote zur
Modernisierung zum Beispiel auch direkt
vom Werkzeugmaschinenhersteller eingeholt.
Preis und Lieferzeit – und sicherlich
auch die positiven Erfahrungen aus der Vergangenheit
– gaben den Ausschlag.
www.maschinenbau-hellwig.de
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