CNC-Mehrspindel-Drehautomaten : Bauformen, Technologien, Einsatz in der Serienfertigung

Dieses Fachbuch belegt, dass der moderne CNC-Mehrspindel-Drehautomat eine außerordentlich hohe Produktivität mit den wesentlichen Merkmalen einer flexiblen Fertigung vereint. Es vermittelt grundlegende Kenntnisse über die Maschinen- und Prozesstechnologie, stellt auf Mehrspindlern eingesetzte Technologien und Anwendungen vor und erläutert die spezifischen Besonderheiten und Anforderungen der mehrspindligen Produktion. Es wird dargestellt, welche Potenziale und Wettbewerbsvorteile sich mit innovativen Maschinenkonzepten und Fertigungstechnologien erschließen und erzielen lassen. Vorwort 5 Inhaltsverzeichnis 8 Abbildungsverzeichnis 11 1 Einordnung von Fertigungsverfahren und Maschinenbauform 19 2 Grundlagen der mehrspindligen Drehtechnik 21 2.1 Grundaufbau von Mehrspindel-Drehautomaten 22 2.2 Das Prinzip der Werkstückbearbeitung 25 2.3 Anwendungsbereiche für den Mehrspindel-Drehautomaten 31 3 Entstehung und Entwicklung kurvengesteuerter Maschinen 33 3.1 Konstruktionsmerkmale 34 3.2 Technologien auf frühen Mehrspindel-Drehautomaten 38 3.3 Weiterentwicklung der Kurvenmaschinen 42 3.3.1 Arbeitsgenauigkeit und Fertigungstoleranzen 42 3.3.2 Flexibilität der Bewegung durch CNC-Funktionen 51 3.3.3 Möglichkeiten zur Bearbeitung der Werkstückrückseite 52 3.3.4 Erweitertes Bearbeitungsspektrum durch Zusatzeinrichtungen 54 3.4 Bearbeitungsprozesse kurvengesteuerter Mehrspindler 59 3.5 Kurvensteuerung im Wettbewerb mit CNC-Technologie 60 4 CNC-gesteuerte Mehrspindel-Drehautomaten 65 4.1 Treiber der Technologiewende zur CNC-Technik 65 4.2 Entwicklung einspindliger CNC-Drehmaschinen 67 4.3 Herausforderungen von CNC-Mehrspindel-Drehautomaten 71 4.4 CNC-Mehrspindel-Drehautomaten klassischer Bauart 72 4.5 Maschinenkonzepte neuer Bauart 79 4.5.1 Baureihe MS 79 4.5.2 Baureihe Multi-Swiss 82 4.5.3 Baureihe Multisprint 85 4.5.4 Baureihe SCX 87 5 Antriebe, CNC-Steuerungen, Zusatzachsen und Zwei-Seiten-Bearbeitung 91 5.1 Antriebskonzepte für die Hauptspindeln 91 5.1.1 Zusatzdrehzahlen 92 5.1.2 Einzelspindelantriebe 94 5.2 Steuerungskonzepte von CNC-Mehrspindel-Drehautomaten 97 5.3 Maschinenfunktionen für weitere Bearbeitungsprozesse 98 5.3.1 Unabhängige Werkzeugantriebe 99 5.3.2 Zusatzachsen für mehrachsige Bearbeitungen 102 5.4 Der besondere Anspruch – die zweite Werkstückseite 107 5.4.1 Zwei-Seitenbearbeitung – Maschinen klassischer Bauart 108 5.4.2 Zwei-Seitenbearbeitung – Maschinen neue Bauart 111 6 Vergleich und Auswahl der unterschiedlichen Maschinentypen 121 6.1 Einordnung und Klassifizierung der Bauformen 121 6.2 Anforderungskriterien zur Auswahl der Maschinentechnik 124 6.3 Auswahl eines geeigneten mehrspindligen Maschinentyps 131 6.3.1 Einsatzbereiche kurvengesteuerter Mehrspindel-Drehautomaten 131 6.3.2 Einsatzbereiche von CNC-Mehrspindel-Drehautomaten 132 7 Bearbeitungstechnologien auf CNC-Mehrspindel-Drehautomaten 135 7.1 Drehoperationen 136 7.2 Bohroperationen 140 7.3 Verfahren zur Gewindeherstellung 143 7.4 Herstellung von Flächen, Mehrkanten und Profilen 147 7.5 Weitere Bearbeitungsprozesse 152 8 Werkzeugsysteme, Einrichtungsbaukästen und Rüstkonzepte 155 8.1 Voreinstellbare Systeme für die klassische Bauart 155 8.1.1 Einstellen der Querwerkzeuge 160 8.1.2 Einstellen der Längswerkzeuge 162 8.2 Schnellwechselschnittstellen für CNC-Mehrspindler 162 8.3 Konfiguration aus dem modularen Einrichtungsbaukasten 168 8.4 Konzepte für schnelles und komfortables Rüsten 171 9 Handhabungskonzepte für Roh- und Fertigteile 175 9.1 Zuführkonzepte bei der Stangenbearbeitung 175 9.2 Rohteilzuführung an Futter- und Magazinmaschinen 182 9.3 Werkstückspannung an Futter- und Magazinmaschinen 186 9.4 Futter- und Magazinanwendungen auf Mehrspindlern 187 9.5 Abführen der Fertigteile 188 10 Peripherie und Funktionen für die Serienfertigung 192 10.1 Späneförderer 192 10.2 Kühlschmiermittelversorgung 193 10.3 Kühlschmiermittelaufbereitung 195 10.4 Maschinenkühlung 199 10.5 Maßnahmen zur prozesssicheren Serienfertigung 201 10.5.1 Temperaturstabile Prozessführung 202 10.5.2 Kompensation von Werkzeugverschleiß 203 10.5.3 Werkzeug- und Prozessüberwachung 204 10.5.4 Bearbeitung langspanender Werkstoffe 205 11 Einrichten, Bedienen und Programmieren von CNC-Mehrspindlern 206 11.1 Auswahl, Auslegung und Optimierung der Bearbeitungsfolge 206 11.1.1 Technologien und Fertigungsfolgen 206 11.1.2 Der längste Prozess bestimmt die Taktzeit 209 11.2 NC-Programmierung 210 11.3 Ersteinrichtung eines Werkstücks 212 11.3.1 Lagenweises Einrichten 214 11.3.2 Einfahren des Automatikbetriebs 216 11.3.3 Produktionsfreigabe und -überwachung 218 11.4 Rüsten von Teilefamilien und Wiederholteilen 218 11.5 Produktion im Automatikbetrieb 219 12 Gemeinsamkeiten und Unterschiede von ein- und mehrspindliger CNC-Produktion 225 12.1 Entscheidung für ein mehrspindliges Maschinenkonzept 225 12.2 Wirtschaftlichkeit der Maschinenkonzepte 226 12.3 Produktionsstrategische Aspekte 228 12.4 Fertigungsorganisatorische Aspekte 229 12.5 Unterschiede in Planung, Einrichtung und Betrieb 231 13 Trends und aktuelle Entwicklungen 234 13.1 Weiterentwicklungen in der Bearbeitungstechnologie 235 13.2 Energieeffizienz 236 13.3 Virtualisierung der Prozessplanung 237 Literatur 239 Stichwortverzeichnis 246 Front Matter ....Pages I-XX Einordnung von Fertigungsverfahren und Maschinenbauform (Martin Reuber)....Pages 1-2 Grundlagen der mehrspindligen Drehtechnik (Martin Reuber)....Pages 3-14 Entstehung und Entwicklung kurvengesteuerter Maschinen (Martin Reuber)....Pages 15-46 CNC-gesteuerte Mehrspindel-Drehautomaten (Martin Reuber)....Pages 47-72 Antriebe, CNC-Steuerungen, Zusatzachsen und Zwei-Seiten-Bearbeitung (Martin Reuber)....Pages 73-102 Vergleich und Auswahl der unterschiedlichen Maschinentypen (Martin Reuber)....Pages 103-116 Bearbeitungstechnologien auf CNC-Mehrspindel-Drehautomaten (Martin Reuber)....Pages 117-136 Werkzeugsysteme, Einrichtungsbaukästen und Rüstkonzepte (Martin Reuber)....Pages 137-156 Handhabungskonzepte für Roh- und Fertigteile (Martin Reuber)....Pages 157-173 Peripherie und Funktionen für die Serienfertigung (Martin Reuber)....Pages 175-188 Einrichten, Bedienen und Programmieren von CNC-Mehrspindlern (Martin Reuber)....Pages 189-207 Gemeinsamkeiten und Unterschiede von ein- und mehrspindliger CNC-Produktion (Martin Reuber)....Pages 209-217 Trends und aktuelle Entwicklungen (Martin Reuber)....Pages 219-223 Back Matter ....Pages 225-238 Es vermittelt grundlegende Kenntnisse uber die Maschinen- und Prozesstechnologie, stellt auf Mehrspindlern eingesetzte Technologien und Anwendungen vor und erlautert die spezifischen Besonderheiten und Anforderungen der mehrspindligen Produktion.