CNC-Dreh-Fräszentren für die Komplettbearbeitung komplexer Werkstücke

Ein CNC-Dreh-Fräszentrum kombiniert Dreh- und Fräsprozesse innerhalb einer CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine. Je nach Ausstattung sind zusätzlich Bohren, Gewindebearbeitung, Mehrachsbearbeitung und die Bearbeitung der Werkstückrückseite möglich.

Ziel ist häufig, möglichst viele Operationen ohne Wechsel auf eine andere Maschine durchzuführen.

Eine CNC-Drehmaschine ist primär auf Drehoperationen ausgelegt. Maschinen mit angetriebenen Werkzeugen können zusätzliche Fräs- und Bohrarbeiten übernehmen. Ein vollwertiges CNC-Dreh-Fräszentrum besitzt dagegen typischerweise umfangreichere Fräsmöglichkeiten, zusätzliche Achsen und je nach Konzept eine leistungsfähige Frässpindel.

Es eignet sich deshalb besser für Bauteile mit einem hohen Anteil anspruchsvoller Dreh- und Fräsoperationen.

Ein Dreh-Fräszentrum ist besonders auf Werkstücke ausgerichtet, bei denen Dreh- und Fräsbearbeitung kombiniert werden müssen. Ein 5-Achs-Fräsbearbeitungszentrum ist dagegen primär eine Fräsmaschine und eignet sich besonders für prismatische Bauteile, Freiformflächen und komplexe mehrseitige Bearbeitungen.

Assemblean bewertet anhand des Werkstückspektrums, welcher Maschinentyp wirtschaftlich sinnvoller ist.

Besonders interessant wird die Investition, wenn ein Werkstück heute mehrere Maschinen und Aufspannungen durchläuft und sowohl relevante Dreh- als auch Fräsoperationen benötigt.

Entscheidend ist aber eine TCO-Betrachtung: Rüstzeit, Bedienaufwand, Ausschuss, Durchlaufzeit und Maschinenbelegung sollten gemeinsam bewertet werden. Assemblean berücksichtigt diese Faktoren bereits bei der Konzeption.

Eine Gegenspindel ist vor allem sinnvoll, wenn Vorder- und Rückseite eines Werkstücks automatisiert bearbeitet werden sollen oder wichtige geometrische Bezüge zwischen beiden Seiten bestehen.

Ob sich die zusätzliche Maschinenkomplexität lohnt, hängt von Bauteilen, Stückzahlen und Automationskonzept ab. Assemblean kann dies anhand Ihrer Referenzwerkstücke prüfen.

Eine B-Achse ist sinnvoll, wenn Fräs-, Bohr- oder Konturbearbeitungen unter unterschiedlichen Winkeln ausgeführt werden müssen. Sie erweitert die geometrischen Möglichkeiten erheblich und kann zusätzliche Aufspannungen vermeiden. Für einfache Drehteile ist sie dagegen möglicherweise nicht erforderlich.

Je nach Fertigungsaufgabe können Maschinenkonzepte für anspruchsvolle Mehrachs- beziehungsweise simultane Bearbeitung ausgelegt werden. Entscheidend sind dabei neben der Mechanik auch Steuerung, CAM-System, Postprozessor und Kollisionssimulation.

Assemblean betrachtet diese Komponenten als zusammenhängende Prozesskette.

Typische Werkstoffe sind Aluminium, Stahl, Edelstahl sowie schwer zerspanbare Legierungen. Auch technische Kunststoffe können je nach Anwendung bearbeitet werden. Die geeignete Maschinenauslegung hängt vom Werkstoff ab – Drehmoment, Spindeldrehzahl, Steifigkeit, Werkzeugtechnik, Kühlung und Spanabfuhr müssen entsprechend dimensioniert werden.

Automatisierung kann bereits bei der Anlagenkonzeption berücksichtigt werden. Abhängig von Werkstück, Losgröße und Produktionsstrategie kommen unterschiedliche Handling- und Automationskonzepte infrage.

Assemblean entwickelt im Sondermaschinenbau automatisierte Anlagen und Produktionssysteme bis hin zu Lösungen für mannlose Fertigungsphasen.

Grundsätzlich kann eine spätere Erweiterung möglich sein. Wirtschaftlicher und technisch einfacher ist sie jedoch häufig, wenn notwendige Schnittstellen, Platzbedarf, Zugänglichkeit und Spannkonzept bereits bei der ursprünglichen Maschinenplanung berücksichtigt wurden.

Assemblean empfiehlt deshalb, geplante Automationsstufen frühzeitig in die Konzeptphase einzubeziehen.

Eine belastbare Prüfung sollte nicht nur anhand der Außenmaße erfolgen. Relevant sind auch Spannmittel, Werkzeuglängen, Schwenkbereiche, Störkonturen, Bearbeitungspositionen und Automationszugänge.

Assemblean nutzt im Sondermaschinenbau digitale Simulation und kinematische Untersuchungen, um solche Zusammenhänge vor der Realisierung zu prüfen.

Je mehr Informationen zum realen Fertigungsfall vorliegen, desto genauer kann das Konzept ausgelegt werden. Hilfreich sind insbesondere CAD-Modelle, technische Zeichnungen, Werkstoffe, Toleranzen, Stückzahlen, aktuelle Prozesszeiten, heutige Spannlagen und der gewünschte Automationsgrad.

Sind noch nicht alle Daten verfügbar, kann die technische Klärung auch mit repräsentativen Werkstücken und Zielparametern beginnen.

Der Engineering-Prozess beginnt mit der Analyse der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit. Anschließend folgen Konzept, digitale Absicherung, Konstruktion und Software-Engineering. Nach internen Tests wird die Anlage beim Kunden installiert und unter den vorgesehenen Bedingungen abgenommen.

Eine technisch leistungsfähige Maschine erreicht ihre Produktivität nur, wenn Bediener, Programmierer und Instandhaltung den Prozess sicher beherrschen. Deshalb sollten Schulung, Einfahrstrategie, Werkzeugmanagement und Übergabe bereits im Projekt berücksichtigt werden.

Assemblean sieht die Begleitung bis zur Inbetriebnahme als Teil der Gesamtaufgabe.