Innovationen im Kopf und auf der Maschine
Zweiachsiger CNC-Drehtisch von pL Lehmann
LOESCH T-P-L in Darmstadt ist Ideengeber und Zulieferer für große Maschinenbauunternehmen. Komplexe, know-how-trächtige Teile werden in der eigenen Fertigung hochpräzise bearbeitet. Durch besonders hohe Effizienz zeichnet sich dort ein vertikales Bearbeitungszentrum Mazak VCN 530C aus, mit dem sich – dank eines zusätzlichen, zweiachsigen CNC-Drehtisches von pL LEHMANN – fünfachsige 5-Seiten-Bearbeitung durchführen lässt.
Darmstadt, Frankfurter Landstraße 70 – die Wohngegend lässt nicht vermuten, dass sich hinter dieser Adresse ein Unternehmen befindet, zu dessen Kernkompetenzen die Präzisionszerspanung gehört: die LOESCH T-P-L mechatronic systems GmbH. Geschäftsführer Michael Loesch erklärt: „Wir sind kein reiner Zerspanungsdienstleister. Wir sind vielmehr ein innovativer Partner verschiedener namhafter Industrieunternehmen, die wir in erster Linie mit Ideen, Entwicklungen und eigenen Produkten beliefern.“
Loesch betont, dass sein verhältnismäßig kleines, zehn Mitarbeiter starkes Unternehmen fast 70 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung feinmechanischer Bauteile und Komponenten hat, zusätzlich aber viel Zeit und Energie in Innovationen steckt. So sei man an verschiedenen Forschungsprojekten mit Universitäten und größeren Industriepartnern beteiligt, die dann im Hause LOESCH in marktreife Produkte umgesetzt würden.
Im Produktprogramm gibt es drei Schwerpunkte: 1. Testequipment für die Automobilbranche, im Speziellen Bauelemente für Motoren- und Bremsenprüfstände; 2. Handhabungsgeräte und Komponenten für das Plasma-Pulver- und Laser-Auftragsschweißen und 3. Mess- und Prüftechnik für die Pharma-, Kosmetik- und Chemie-Industrie. „In diesen Bereichen haben wir großes technisches Know-how, das sich nicht nur auf die Fertigung der Bauteile bezieht, sondern auch auf deren mechatronischen Anforderungen“, erwähnt der Firmenchef und ergänzt: „Aber natürlich ist die Zerspanung eine wichtige Kernkompetenz. Denn alle komplexen, wichtigen Bauteile fertigen wir selbst.“
Dazu stehen im Erdgeschoß des Firmengebäudes sechs CNC-Maschinen – allesamt von Mazak. „Mit diesem japanischen Werkzeugmaschinenhersteller sind wir schon seit 1979 eng verbunden“, sagt Michael Loesch. „Damals bestellte mein Vater, Gründer unserer Firma, die erste Mazak-Drehmaschine. Über die Jahre kamen weitere Dreh- und Bearbeitungszentren hinzu, und wir wurden stets gut beraten, beliefert und betreut.“
Keine Frage, auch die jüngste Anschaffung war eine Mazak, ein vertikales 3-Achs-BAZ vom Typ VCN 530C. Allerdings aufgerüstet mit einer CNC-Drehtisch-Kombination von pL LEHMANN für die fünfachsige Bearbeitung. Denn selbst wenn die Unternehmensstrukturen sehr flach und effizient sind, muss LOESCH T-P-L auf die Wirtschaftlichkeit der Produktion achten. Und über alle Kunden hinweg gibt es zahlreiche Werkstücke, für die Michael Loesch mit fünfachsiger Fräs- und Bohrbearbeitung Vorteile realisiert. „Prinzipiell sind sämtliche Teile auf 3-Achs-Maschinen herstellbar. Allerdings sind dann für schräge Flächen und Bohrungen besondere Spannvorrichtungen erforderlich – und für die Mehrseitenbearbeitung muss immer wieder umgespannt werden. Das kostet Zeit und beeinträchtigt die Präzision. 5-Achs-Bearbeitung ist daher für uns aus technischer und wirtschaftlicher Sicht alternativlos.“
Eine reine 5-Achs-Maschine kam für Michael Loesch jedoch nicht in Frage: „Der Rundtisch auf einer Wippe fällt meist recht klein aus, oder man muss viel Geld in ein entsprechend großes Zentrum investieren.“ Dazu kommen Störkanten, die häufig eine erhöhende Vorrichtung fürs Werkstück oder zumindest lange Werkzeuge erforderlich machen. Beides geht auf Kosten der Stabilität, fördert Vibrationen und mindert letztendlich die Präzision und Leistung der Maschine. Eine 3+2-Lösung ist kostengünstiger in der Anschaffung und flexibler einsetzbar. „Für unsere Bedürfnisse ist die Mazak VCN mit aufgesetztem Lehmann-Dreh-/Schwenktisch ideal. Da bleibt auf dem Maschinentisch sogar noch Platz, um zusätzlich zwei Schraubstöcke zu montieren und so eine ergänzende Spannmöglichkeit für einfachere Werkstücke bzw. die sechste Seite zu erhalten.“
Micheal Loesch und sein Zerspanungsteam sind überzeugt, mit der Mazak VCN 530C das vertikale BAZ (in dieser Größenordnung) mit der höchsten Produktivität gewählt zu haben. Dank hoher Vorschubgeschwindigkeit (42 m/min), gutem Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten und schnellem Werkzeugwechsel (2,8 s) erreichen sie sehr kurze Zykluszeiten. Langlebige Linearrollenführungen sorgen an allen Achsen für eine konstant hohe Bearbeitungsgenauigkeit. Zudem ließen sie die Maschine mit einem 40er Werkzeugmagazin, einer Hochgeschwindigkeitsspindel mit 18.000 min-1 und einer Knoll- Hochdruckanlage mit 70 bar ausstatten, was beim Tieflochbohren die Bearbeitungszeiten um bis zu 90 Prozent reduzieren kann.
Besonders wichtig war dem LOESCH-Team der 1300 mm x 550 mm große Tisch, der einen CNC-Drehtisch von pL LEHMANN so aufnehmen kann, dass daneben noch zwei Schraubstöcke in der Größe 125 Platz haben. Unterstützt von den Drehtischspezialisten aus der Schweiz und dem deutschen Vertrieb- und Servicepartner IVO Oesterle wählten sie die zweiachsige Ausführung T1-510520.RR TOP2. „Schon bei der ersten Präsentation hat uns die Schweizer Qualität überzeugt. Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und den Möglichkeiten bezüglich Digitalisierung und Industrie 4.0 kamen für uns keinerlei Alternativen in Frage.“ Außerdem erhielten sie die 3D-CAD-Daten des CNC-Drehtisches vorab, und konnten damit auf dem eigenen CAD-System das passende Arbeitsraumkonzept ausarbeiten.
Der zweiachsige LEHMANN-Drehtisch T1-510520.RR TOP2 ist 711 mm lang, 301 mm breit und 250 mm hoch. Auf ihm lassen sich Werkstücke bis zu 340 mm Durchmesser aufspannen. „Da wir vor allem kleine bis mittelgroße Werkstücke bis zu einem Kubus von etwa 150 mm bearbeiten, ist das vollkommen ausreichend“, argumentiert Michael Loesch. Großen Wert legt er auf die Steifigkeit des Gesamtsystems, weswegen er sich für ein geklemmtes Gegenlager entschied. „Neben Kupfer, Messing, Aluminium und Lagermetallen bearbeiten wir häufig Edelstähle, die sich ohne diese Option nicht vernünftig schruppen ließen.“ Diesbezüglich überzeugten ihn auch die Klemmmomente, die in der 4. Achse bei maximal 800 Nm und in der 5. Achse bei bis zu 4.000 Nm liegen.
Außerdem spielt die Präzision bei LOESCH eine wichtige Rolle. Die von pL LEHMANN angegebene Teilgenauigkeit Pa von 17arc sec und 21 arc sec (4. und 5. Achse) sowie die Wiederholgenauigkeit Ps mittel von jeweils 2 arc sec haben die Zerspaner vor Ort mit einem Kalibierwürfel überprüft. Das Ergebnis war sogar noch besser.
In der Praxis zahlt sich die hohe Stellgeschwindigkeit des Dreh-/Schwenktisches aus. „Wenn möglich, führen wir mit einem Werkzeug, zum Beispiel mit dem Fasenfräser, alle Operationen in Folge aus, drehen und schwenken das Werkstück lieber, als dass wir das Werkzeug immer wieder einwechseln.“
Als Highlight sieht Michael Loesch jedoch die Programmierung mit der Mazatrol SmoothG: „Während früher bei 3+2-Maschinen die fünfachsige Bearbeitung ausschließlich per G-Code programmiert werden musste – was für komplexe Werkstücke einen riesigen Aufwand bedeutete – ist es jetzt möglich, die in meinen Augen sehr bedienerfreundliche Mazatrol-Programmierung einzusetzen.“ Das erforderte im Vorfeld zwar eine intensive Zusammenarbeit von pL LEHMANN und den Mazak Steuerungsentwicklern, aber das Ergebnis hat sich gelohnt. „Unsere VCN 530C mit zweiachsigem Drehtisch kann ich jetzt wie eine fünfachsige Mazak Variaxis programmieren. Dadurch reduziert sich der Programmieraufwand auf einen Bruchteil der Zeit.“ Gerade für Einzelteile und Kleinserien – bei LOESCH bewegen sich die Losgrößen vor allem zwischen 20 und 200 Stück – ist das ein enormer Produktivitätsgewinn.
Michael Loesch ist mit seiner Investition sehr zufrieden: „Durch die Mazak VCN 530C mit dem zweiachsigem Drehtisch von pL LEHMANN und den anderen gezogenen Optionen haben wir erhebliche Zeiteinsparungen erzielt und müssen weniger umspannen, wodurch die Maschinenbediener mehr Zeit für andere Aufgaben haben.“ Die nächsten Pläne des innovativen Firmenchefs zielen in Richtung Automatisierung. In Zukunft wird die VCN von einem Roboter bestückt. Die Maschine ist bereits dafür gerüstet: Der pL LEHMANN Drehtisch bietet eine vierflutige Mediendurchführung an, wodurch sich automatische Spannsysteme ferngesteuert bedienen lassen. „Der Kraftspanner auf dem Drehtisch wird bereits pneumatisch betätigt, und die beiden Schraubstöcke auf dem Maschinentisch werden wir dann von manuell auf pneumatisch-hydraulisch umstellen. So können wir eine wirkliche sechsseitige Komplettbearbeitung ohne manuelle Eingriffe realisieren“, freut sich Michael Loesch. „Ein solches Maschinenkonzept hat Zukunft“, ist er sich sicher.
