Wie das vertikale Bearbeitungszentrum ZH-2000V die Fertigung von Automatisierungsträgern und Roboterführungsschienen verbessert
Träger für Automatisierungsanlagen und Montageteile für Roboterführungsschienen wirken auf den ersten Blick einfach. Sie sind lang und gerade. Oft weisen sie wiederkehrende Bohrungen, gefräste Flächen, Schlitze und Bezugsbereiche auf. Doch in der Fertigung können diese Teile schnell zu Problemen führen.
Der Grund liegt in der Entfernung. Bei einem kurzen Werkstück lassen sich kleine Fehler leichter beherrschen. Bei einem fast zwei Meter langen Werkstück hingegen können sich dieselben kleinen Fehler in Bezug auf Ebenheit, Bohrungsausrichtung und Montagegenauigkeit bemerkbar machen. Eine Maschine mit zu geringem Verfahrweg oder mangelnder Steifigkeit kann das Werkstück zwar bearbeiten, das Ergebnis ist aber möglicherweise nicht konstant.
Deshalb benötigen Käufer, die Automatisierungsträger, Roboterführungsschienen, Montagebasen für Linearbewegungen und lange Geräterahmen herstellen, oft ein vertikales Bearbeitungszentrum, das für Stabilität bei langen Verfahrwegen ausgelegt ist.
Die ZH-2000V bietet einen Verfahrweg von 2000 mm in der X-Achse , 500 mm in der Y-Achse und 500 mm in der Z-Achse , einen Arbeitstisch von 2000 × 500 mm und eine maximale Tischlast von 500 kg . Sie eignet sich für lange und mittelgroße Bauteile und wird unter anderem in der Roboterführungstechnik und Automatisierungstechnik eingesetzt.
Warum Automatisierungsbalken eine stabile Bearbeitung mit langen Verfahrwegen benötigen
Automatisierungsträger sind keine rein dekorativen Bauteile. Sie tragen häufig Linearführungen, bewegliche Plattformen, Sensoren, Aktoren oder Positioniersysteme. Sind die bearbeiteten Oberflächen nicht plan oder weisen Bohrungen Abweichungen auf, kann eine Nachbearbeitung der Baugruppe erforderlich sein. Manchmal entdeckt der Maschinenbauer das Problem erst bei der Endmontage.
Für Käufer entstehen dadurch versteckte Kosten. Der Bearbeitungslieferant mag zwar in einem Bereich eine grundlegende Maßanforderung erfüllen, doch die gesamte Baugruppe leidet dennoch darunter, dass der lange Träger über seine gesamte Länge nicht ausreichend gleichmäßig ist.
Ein vertikales Bearbeitungszentrum mit großem Verfahrweg ermöglicht die Durchführung mehrerer Bearbeitungsschritte in einer Aufspannung. Dadurch reduziert sich der Bedarf, das Werkstück zwischen Maschinen zu bewegen oder es in Abschnitten neu einzuspannen. Zudem erhalten Ingenieure eine bessere Kontrolle über die Bezugspunktstrategie.
Die Produktseite ZH-2000V enthält ein Gehäuse für die Montage von Linearführungen in Automatisierungsanlagen. Das Werkstück bestand aus Kohlenstoffstahl 45# und hatte die Abmessungen 1950 × 180 × 120 mm . Der bestehende Prozess des Kunden wies Mängel auf: unzureichende Steifigkeit bei Bauteilen von fast 2 Metern Länge, Ebenheitsabweichungen von bis zu 0,05 mm/m , häufige Werkzeugwechsel mit über 30 % Leerlaufzeit und Schwankungen in der Chargenpräzision, die zu Bohrungsfehlern bei der Montage führten.
Genau mit diesen Problemen stehen viele Anbieter von Automatisierungsanlagen vor Herausforderungen.
Welche Funktionen sind für diese Anwendung wichtig?
Bei Automatisierungsträgern und Roboterführungsschienen sollten Käufer neben der Spindeldrehzahl auch andere Faktoren berücksichtigen. Der gesamte Prozess hängt von Verfahrweg, Steifigkeit, Werkzeugkapazität, Genauigkeit und Regelungsstabilität ab.
Die Produktseite der ZH-2000V listet Kugelgewindetriebe der Güteklasse C3 von HIWIN/PMI , Linear-/Rollenführungen, ein BT40-Werkzeugmagazin mit 24 Werkzeugplätzen , eine MITSUBISHI M80VB-Steuerung sowie optionale Messtaster von Renishaw oder Marposs für die automatische Ausrichtung und die Messung während des Bearbeitungsprozesses auf. Weiterhin werden ein Kettenförderer für Späne, Kühlmittelzufuhr, Kühlmittelbehälter, eine Hochdruckpistole, eine Rückspülung und optional eine Spindelmittenkühlung aufgeführt.
| Produktionsbedarf | ZH-2000V Merkmale | Praktischer Käuferwert |
|---|---|---|
| Langstrahlbearbeitung | 2000 mm Verfahrweg in der X-Achse | Reduziert segmentierte Klemmung |
| Stabile Fräse | BT40-Spindel, 7,5-kW-Motor | Unterstützt die Schnittsteifigkeit |
| Chargenwiederholbarkeit | Positionierung ±0,010 mm, Wiederholgenauigkeit ±0,005 mm | Hilft bei der Kontrolle sich wiederholender Teile |
| Weniger Werkzeugunterbrechungen | 24-teiliges Magazin vom Typ Arm | Verkürzt die Nicht-Schnittzeit |
| Langhub-Vorschubstabilität | Kugelgewindetrieb der Güteklasse C3 + Linear-/Rollenführungen | Unterstützt eine gleichmäßigere Bearbeitung über eine bestimmte Distanz |
| Einrichtungsunterstützung | Optionale Renishaw-/Marposs-Sonde | Unterstützt die automatische Ausrichtung und Messung. |
| Chipmanagement | Kettenförmiger Späneförderer und hintere Spülung | Verringert Reinigungsunterbrechungen |
Diese Merkmale sollten mit den tatsächlichen Bauteilen des Käufers abgeglichen werden. Eine Maschine mag zwar robust aussehen, muss aber zum Werkstück und zum Bearbeitungsprozess passen.
Praxisbeispiel: Montagebalken für Linearführungen in Automatisierungsanlagen
Auf der Produktseite ZH-2000V wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Montagebalken für eine Linearführung einer Automatisierungsanlage aus 45#-Kohlenstoffstahl mit den Abmessungen 1950 × 180 × 120 mm verwendet wurde. Der Kunde hatte mit einer Ebenheitsabweichung von 0,05 mm/m , durch Werkzeugwechsel bedingten Leerlaufzeiten von über 30 % und Schwankungen in der Chargenpräzision zu Bohrungsfehlern bei der Montage zu kämpfen.
Die Lösung nutzte die Kreuzschlittenstruktur der ZH-2000V, präzise X/Y-Linearführungen, Kugelgewindetriebe der Güteklasse C3, ein 24-Werkzeug-Magazin vom Typ BT40 und das MITSUBISHI M80VB-System für starres Gewindeschneiden und Steigungsfehlerkompensation. Die Ergebnisse waren: eine Ebenheitsgenauigkeit von ± 0,02 mm/m , eine Reduzierung der Hilfszeit um 65 % , eine Verkürzung der Zykluszeit von 52 auf 35 Minuten pro Werkstück , eine Präzisionsschwankung von ±0,008 mm nach 100 aufeinanderfolgenden Werkstücken und eine Verbesserung der Montageausbeute auf 99,2 % .
Für Käufer ist dieser Fall hilfreich, da er die Maschinenmerkmale mit den Geschäftsergebnissen verknüpft. Bessere Planheit bedeutet einfachere Montage. Weniger Nachbearbeitungszeit bedeutet höhere Kapazität. Stabilere Präzision bedeutet weniger Qualitätsstreitigkeiten mit nachgelagerten Montageteams.
Warum die ZH-2000V Vorteile gegenüber einer kleineren Maschine bietet
Ein kleineres vertikales Bearbeitungszentrum lässt sich möglicherweise leichter in die Werkstatt integrieren und ist in der Anschaffung günstiger. Für kurze Werkstücke kann es eine praktische Wahl sein. Bei Automatisierungsträgern und Führungsschienenbasen erfordern kleinere Maschinen jedoch oft Kompromisse im Bearbeitungsprozess.
Ein Käufer muss möglicherweise ein Ende einspannen, bearbeiten und anschließend das Werkstück bewegen, um das andere Ende zu bearbeiten. Das klingt einfach, birgt aber ein Ausrichtungsrisiko. Lange Träger sind empfindlich. Verändert sich die Bezugsebene oder biegt sich der Träger beim Einspannen durch, kann dies die Endmontage beeinträchtigen.
Der Vorteil der ZH-2000V liegt in ihrem Verfahrweg von 2000 mm, der optimal auf lange Bauteile abgestimmt ist. Auf der Produktseite wird sie speziell für die hochpräzise Serienfertigung von langprofiligen und mittelgroßen Bauteilen positioniert.
Im Vergleich zu herkömmlichen kleineren VMCs können die Vorteile unter anderem folgende sein:
- Weniger segmentierte Setups
- Bessere Konstanz bei Weitdistanzlöchern
- Verbesserte Planheitskontrolle
- Weniger Zeit ohne Schneiden
- Bessere Eignung für lange Befestigungselemente
- Stabilere Chargenproduktion
- Stärkere Anwendungsübereinstimmung für Anbieter von Automatisierungsanlagen
Die Maschine ist nicht besser, weil sie größer ist. Sie ist besser, wenn die Teile des Käufers diesen Arbeitsbereich und diese Prozessstabilität tatsächlich benötigen.
Für wen ist diese Art von Maschine geeignet?
Diese Maschine eignet sich für Unternehmen, die regelmäßig lange und mittelgroße Metallteile verarbeiten. Sie ist insbesondere relevant für:
- Hersteller von Automatisierungsanlagen
- Lieferanten von Roboterführungsschienen
- Hersteller von Komponenten für Linearbewegungssysteme
- neue Anbieter von Rahmen für Energieanlagen
- PV-Aluminium-Strukturfabriken
- Werkstätten für die Bearbeitung von Batterieträgern und Batterierahmen
- 3C-Elektronikrahmenhersteller
- Automobilzulieferer
- Lohnbearbeitungsbetriebe für Langprofile
Der gemeinsame Faktor ist einfach: Diese Fabriken benötigen Länge, Wiederholbarkeit und Prozessstabilität.
Wenn ein Unternehmen nur kleine Blöcke, kurze Platten oder einfache Halterungen bearbeitet, ist die ZH-2000V möglicherweise überdimensioniert. Gehören jedoch lange Werkstücke zur regulären Produktion, können durch eine kleinere Maschine versteckte Arbeitskosten und Nacharbeiten höhere Kosten verursachen.
Wie man ein vertikales Bearbeitungszentrum für lange Träger auswählt
Käufer sollten sich nicht anhand von Katalogfotos entscheiden. Der richtige Auswahlprozess beginnt bereits bei der Produktionskette.
| Auswahlartikel | Was Käufer bestätigen sollten |
|---|---|
| Teillänge | Kann die Maschine das Teil in einer Aufspannung fertigstellen? |
| Einrichtungsplan | Ist genügend Arbeitsfläche für Klemmen und Stützen vorhanden? |
| Anforderung an die Ebenheit | Können Maschine und Vorrichtung die Genauigkeit über lange Flächen gewährleisten? |
| Toleranz der Lochposition | Ist die Positioniergenauigkeit über die gesamte Länge ausreichend? |
| Werkzeugliste | Unterstützt das Werkzeugmagazin alle benötigten Werkzeuge? |
| Material | Ist die Spindelsteifigkeit für Aluminium, Stahl oder Mischmaterialien geeignet? |
| Stapelverarbeitung | Kann die Maschine die Zykluszeit und die Nebenzeiten verkürzen? |
| Prüfmethode | Sind Laserinterferometer- und Ballbar-Verifizierungsmethoden verfügbar? |
Die Seite ZH-2000V listet die Überprüfung der Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit mittels Laserinterferometrie sowie die Überprüfung der Rundlaufgenauigkeit und Servo-Übereinstimmung mittels Kugelstab auf. Diese Art der Prüfung ist hilfreich, wenn Käufer vor der Abnahme einer Maschine mehr Sicherheit wünschen.
Fragen, die Käufer vor der Bestellung stellen sollten
Vor der Bestellung sollten Käufer den Lieferanten fragen:
- Kann mein längstes Werkstück in einer Aufspannung bearbeitet werden?
- Welche Befestigungskonstruktion wird empfohlen?
- Reicht die Tischlast von 500 kg nach dem Anbringen der Befestigungen aus?
- Soll ich die Spindel mit 10.000 U/min oder die optionale Spindel mit 12.000 U/min wählen?
- Ist eine Schnittstelle mit vier Achsen für meine zukünftigen Bauteile nützlich?
- Benötige ich ein Messsystem zur Ausrichtung?
- Welche Kühlmittel- und Spänefördererkonfiguration wird empfohlen?
- Welcher Abnahmeteil sollte für den Probeschnitt verwendet werden?
- Welche Schulung ist nach der Installation inbegriffen?
Die Standardausstattung der ZH-2000V umfasst eine serienmäßige 4. Achse , optional einen Teilapparat oder Drehtisch, einen optionalen Renishaw/Marposs-Tastkopf sowie verschiedene Kühlsystemoptionen, darunter eine optionale Spindelmittenkühlung. Diese Optionen sollten anhand des Produktionsplans des Käufers ausgewählt und nicht willkürlich hinzugefügt werden.
Häufig gestellte Fragen
Ist der ZH-2000V für die Bearbeitung von Roboterführungsschienen geeignet?
Ja. Auf der Produktseite werden Roboterführungsschienen als Zielindustrie aufgeführt und es werden Funktionen mit großem Verfahrweg beschrieben, die für die Bearbeitung von Führungsschienen und automatisierten Trägern geeignet sind.
Was ist der Hauptvorteil der automatisierten Strahlproduktion?
Der Hauptvorteil besteht in der Kombination aus 2000 mm X-Achsen-Verfahrweg, stabiler Konstruktion, Werkzeugmagazinkapazität und Unterstützung für Chargengenauigkeit, wodurch segmentiertes Spannen reduziert und die Konsistenz verbessert werden kann.
Kann es Stahlteile bearbeiten?
Ja. Auf der Produktseite werden Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Kohlenstoffstahl als geeignete Werkstoffe aufgeführt.
Sollten Käufer die optionale Sondierung wählen?
Bei langen Trägern kann die Tastung die automatische Ausrichtung und die Messung während des Produktionsprozesses erleichtern. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn im Werk Arbeiten mit hohen Präzisionsanforderungen oder häufigen Rüstvorgängen durchgeführt werden.
Abschluss
Automatisierungsbalken und Roboterführungsschienen benötigen mehr als nur grundlegende Fräskapazität. Sie erfordern gleichbleibende Präzision über lange Distanzen, stabile Planheit, kontrollierte Bohrungsausrichtung, effizienten Werkzeugeinsatz und zuverlässigen Serienausstoß.
Die ZH-2000V eignet sich hervorragend für diese Art der Fertigung, da sie 2000 / 500 / 500 mm Verfahrweg , einen 2000 × 500 mm Arbeitstisch , eine Tragfähigkeit von 500 kg , eine BT40-Spindel , ein 24-Werkzeug-Magazin , Kugelgewindetriebe der Güteklasse C3 , Linear-/Rollenführungen , eine MITSUBISHI M80VB-Steuerung , einen Späneförderer, eine Kühlmittelversorgung, optionale Messtaster und bewährte Anwendungsergebnisse in der automatisierten Balkenbearbeitung vereint.
Für Käufer sollte die Entscheidung anhand der Bauteilzeichnung getroffen werden. Falls die langen Träger des Herstellers zu Rüstverlusten, Planheitsproblemen oder Montagefehlern führen, sollte der ZH-2000V einer eingehenden Prüfung unterzogen werden.
