Im Teamwork zu neuen Lösungen

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CASE STUDY
Maschinenkonstruktion
Dank Mechatronic Support
schneller am Markt
Im Teamwork zu
neuen Lösungen
Deckel Maho Seebach setzt in seinen vertikalen Bearbeitungszentren seit Jahren Direktantriebe ein, die die Produktivität beim
Endanwender steigern. Dabei sorgt die Zusammenarbeit mit dem
Mechatronic Support für kürzere Entwicklungszeiten und ein perfekt
aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel zwischen Mechanik,
Antrieb und Steuerung.
Die Sinumerik 840D
bietet jede Menge
Funktionen für
bessere Werkstückbearbeitung
D
ie Deckel Maho Seebach GmbH entwickelt und fertigt vertikale Bearbeitungszentren im High-End-Sektor. Das zur Gildemeister Gruppe gehörende Unternehmen setzt dabei seit Jahren
gezielt auf Direktantriebe, nachdem mehrere Vergleichstests ergeben haben, dass
sich auf diese Weise ohne Einschränkung
der Oberflächenqualität ein Geschwindigkeitsvorteil von mehr als 20 Prozent erreichen lässt.
Der Werkzeug- und Formenbau fordert
heute von einem Bearbeitungszentrum vor
allem Dynamik und Präzision bei genau
definierter Oberflächengüte. Forderungen,
die nach Ansicht von Dipl.-Ing. Uwe Gampe,
Projektleiter bei Deckel Maho Seebach, mit
direkt angetriebenen Maschinen am besten
erfüllt werden können, denn „insbesondere
in puncto Beschleunigung, Eilganggeschwindigkeit und Präzision spielen Direktantriebe in der obersten Liga.“
Durchgängiges Gesamtkonzept
Konstrukteure wissen, dass die Antriebsfrage keine einfache Entweder-oder-Entscheidung ist. Da beim Direktantrieb die
Reaktionskräfte beim Beschleunigen und
Abbremsen direkt in die Maschinenstruktur
eingeleitet werden und dabei zu erhöhten
Verformungen oder Schwingungen führen
können, sind hier gezielte konstruktive Maßnahmen erforderlich, um wesentliche Baugruppen wie Bett, Ständer, Messsysteme oder
Antriebe ausreichend steif auszulegen.
Bei Deckel Maho Seebach ist man diesen
Schritt gegangen und hat dabei ein durchgängig modulares Konzept entwickelt: „Wir
bieten ein breites Maschinenspektrum, bei
dem wir in jeder Hinsicht auf Hightech-Standardkomponenten setzen“, erläutert Uwe
Gampe die Strategie seines Unternehmens.
motion world 1/2007
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Leistungsfähige Linearmotoren
ermöglichen bei der DMC 75 V linear
höchste Beschleunigungswerte
Fotos: Deckel Maho Seebach GmbH
Virtual Production mit Sinumerik 840D
Spezialisten im Zusammenspiel
Gerade beim Direktantrieb kommt es auf
ein reibungsloses Zusammenspiel von
Maschinenstruktur, Antrieb und Steuerung
an. Siemens bietet dafür unter der Bezeichnung „Mechatronic Support“ eine Dienstleistung an, die Maschinenherstellern bei
der Entwicklung neuer Maschinen umfangreiche Unterstützung bietet. Dahinter steht
ein Team von rund zwanzig MechatronikExperten, die mit den Anforderungen im
Maschinenbau bestens vertraut sind und
daher einen umfassenden Know-how-Transfer zur Verfügung stellen können.
Ein typisches Beispiel für den Leistungsumfang des Mechatronic Support ist die
Entwicklung des Bearbeitungszentrums
DMC 75 V linear von Deckel Maho Seebach.
Dabei erstellten die Mechatronik-Experten
ein dynamisches Finite-Elemente-Modell
motion world 1/2007
auf Basis einer so genannten „gekoppelten
Simulation“, das neben den rein mechanischen Aspekten auch Einflussgrößen wie
Messsysteme, elektrische Antriebe, Steuerung, Regelung und sogar den Fräsprozess
selbst berücksichtigte. Dadurch ließen sich
exakt die in die Maschinenstruktur eingeleiteten Momente und Kräfte berechnen,
die von Steuerung, Antrieb und Bearbeitungsprozess ausgelöst werden. Das FEModell erlaubt konkrete Rückschlüsse auf
die Zusammenhänge zwischen Mechanik,
Elektrik und Elektronik und unterstützt damit die Konstruktion aller Baugruppen dabei, eine maximale Regelbandbreite und
damit überlegene Performance zu erreichen. Außerdem lassen sich mithilfe dieser
Simulationstechnik problemlos unterschiedliche Maschinenkonzepte vergleichen, was
den Entwicklungsprozess ganz entscheidend beschleunigt.
Unter dem Stichwort Virtual Production
steht eine weitere Simulationsdienstleistung zur Verfügung, mit der sich Prozesse
beschleunigen und Ergebnisse optimieren
lassen. Virtual Production erlaubt die virtuelle Herstellung von Werkstücken am
Bildschirm und die Überprüfung der erreichten Oberflächengüte anhand eines virtuellen Modells. Dabei lassen sich sämtliche
Einstellungen entlang der CAD/CAM/NCKette optimieren, ohne dass dafür Material
und wertvolle Maschinenzeit für Probeläufe erforderlich sind.
Die für die DMC 75 V linear optionale
Steuerung Sinumerik 840D bietet einen
speziellen Funktionszyklus zur automatischen Abstimmung der Reglereinstellung
auf das Werkzeug. Dabei werden Beschleunigung und Verfahrgeschwindigkeit exakt
auf die Masse und das Trägheitsmoment
des Werkstücks abgestimmt. Ergänzt wird
diese Funktion durch einen zusätzlichen
High-Speed-Setting-Zyklus, der dazu dient,
das ideale Verhältnis zwischen Geschwindigkeit und Oberflächengüte zu ermitteln.
Projektleiter Uwe Gampe dazu: „Unsere Kunden aus dem Werkzeug- und Formenbau
können mit der DMC 75 V linear Werkstücke
mit unterschiedlichen Massen bearbeiten.
Entsprechend müssen Beschleunigung und
Geschwindigkeit angepasst werden.“
Die Zusammenarbeit mit dem Mechatronic Support hat für Deckel Maho nicht
nur eine erhebliche Beschleunigung des
Time-to-Market-Zyklus gebracht, sondern
auch konkrete Vorteile für den Anwender.
Für Uwe Gampe hat sich die enge Zusammenarbeit mit dem Mechatronic Support
auf jeden Fall gelohnt: „Wir hätten auch
ohne Unterstützung von Siemens ein gutes
Ergebnis erzielt, aber sicher nicht in so kurzer Zeit und vielleicht nicht in dieser Per
fektion.“
Mehr zum Thema:
www.siemens.de/mechatronic
E-Mail: andreas.pfi[email protected]