Werkzeugmaschinenbau im Wandel

Hochpräzise Metallbearbeitung erfordert innovative Lineartechnik, auf deren Basis besonders genaue, produktive und wirtschaftliche Maschinenkonzepte entwickelt werden können. Dazu gehören Maschinenbaureihen, die sich leicht in verschiedene Genauigkeitsklassen ausprägen lassen, oder Komplettlösungen inklusive Automatisierungsmodulen für die Werkstück- oder Werkzeugbestückung.

Fall 1: Wettbewerbsfähige Metallbearbeitung
Um die Genauigkeit beispielsweise beim Hochgeschwindigkeits- und Präzisionsfräsen weiter zu steigern, müssen Fertigungsprozesse noch stabiler und kostengünstiger werden. Bosch Rexroth hat dafür eine Lösung entwickelt, die sich optional in Führungsschienen und Gewindetriebe integrieren lässt, ohne deren Footprint zu verändern und ohne dass Anwendende in externe Kühlsysteme investieren müssen. Das Prinzip ist so einfach wie wirkungsvoll: Für die optionale Temperierung mit dem sogenannten Thermo Compensating Rail System TCRS stattet Bosch Rexroth seine Kugel- und Rollenschienenführungen auf der Unterseite mit Nuten für Rohrleitungen aus. Die Gewindetriebe werden entsprechend mit Hohlbohrungen versehen. So vorbereitet muss der Maschinenhersteller nur noch die passenden Leitungen beschaffen, einlegen und an den zentralen Kühlkreislauf anschliessen.
So kann durch Reibung entstehende Verlustenergie direkt aus der Führung oder Achse abgeführt oder Wärme für einen schnellen Produktionsstart zugeführt werden. Das minimiert den Ausschuss und erhöht je nach Bedarf die Präzision, Dynamik oder den Durchsatz, zumal auch das wiederholte Nachjustieren im Prozess entfällt. Der unveränderte Formfaktor ermöglicht es auch dem Werkzeugmaschinenbau, abgestufte Präzisionspakete für seine Maschinen anbieten oder nachrüsten zu können.

Integriert führen, messen und temperieren
Wie sich auch die Positionsmessung platzsparend in die Linearführung integrieren lässt, zeigt Bosch Rexroth mit dem Integrierten Messsystem IMS. Im Vergleich zu Glasmassstäben ist die Lösung bei nahezu gleicher Genauigkeit deutlich unempfind-licher gegen Schmutz und Erschütterungen und einfacher zu montieren. Das System, dessen Encoderfunktion ohne Sperrluft oder externe Komponenten auskommt, kann dank zyklisch auslesbarer Beschleunigungssensoren sogar zur aktiven Schwingungsdämpfung in Linearachsen oder zur Positionserfassung in Kombination mit Linearmotoren eingesetzt werden.
Den höchsten Grad der Funktionsintegration erreicht das IMS in Kombination mit der Temperierungsoption TCRS. Sind beide Systeme in der Führung integriert, können selbst Messfehler durch minimale Verformungen der Schiene ausgeschlossen werden. Im Ergebnis kann der Maschinenhersteller die Prozessgeschwindigkeit und -stabilität ohne wiederholtes Nachjustieren erhöhen.

Schwingungsarme Bearbeitung
Wer mit Linearführungen Genauigkeiten im µm-Bereich erreichen will, muss auf hohe Laufruhe und minimale Pulsationsneigung achten. Die Rollenschienenführungen der Bau-reihe RSHP von Bosch Rexroth erreichen dies durch eine patentierte Einlaufzone im Führungswagen. Diese überführt den Wälzkörper besonders sanft auf Maximalkraft und ermöglicht so eine schwingungsarme Bearbeitung. Die optionale Temperierungsfunktion kann für zusätzliche thermische Stabilität sorgen. Kugelgewindetriebe von Bosch Rexroth bieten Maschinenherstellern durch ein optimiertes Ablaufverhalten eine hohe Genauigkeit nach ISO-Toleranzklasse 3.

Automatische Bestückung
Immer mehr Kunden verlangen Komplettlösungen mit automatischer Werkstück- oder Werkzeugbestückung. Wirtschaftlich umsetzbar ist das mit dem modularen Baukasten von Bosch Rexroth.
Er reicht von Komponenten, Einzel- und Mehrachssystemen bis hin zu kompletten und intelligenten mechatronischen Subsystemen. Die Lösungen können einfach in Betrieb genommen, intuitiv parametriert und an die übergeordnete Steuerung angebunden werden.

Fall 2: Einstieg in die Prozessautomatisierung
Viele klassische Werkzeugmaschinenhersteller sehen im Umfeld der Elektromobilität neue Potenziale oder steigen beispielsweise in den Bau modular aufgebauter Produktionsanlagen für Batterien oder Elektromotoren ein. Doch wer schnell getaktete Montagelinien und -stationen aufbauen möchte, braucht Know-how – und nicht selten Engineering-Unterstützung. Um nicht zeitaufwändig auf Komponentenebene agieren zu müssen, schätzen Konstruktionsabteilungen vorkonfigurierbare Baugruppen wie Linearmodule oder Mehrachssysteme. Zur schnellen Vervollständigung der Mechatronik bietet Bosch Rexroth passende Automatisierungspakete bis hin zu vorkonfigurierten Subsystemen. Damit lassen sich typische Aufgaben wie Handhaben, Dosieren, Pressen und Fügen schnell und kostengünstig realisieren.

Schnell auslegen und realisieren
Eine möglichst exakte Auslegung und Dimensionierung kann einerseits durch kundenspezifische Beratung und Applikationsunterstützung, andererseits durch Auslegungs- und Berechnungstools erreicht werden. Ob Welle, Linearführung oder Linearroboter – moderne eTools verkürzen das Lineartechnik-Engineering erheblich. Bei Bosch Rexroth beginnt der digitale Prozess bei der geführten Auswahl und Konfiguration mit automatischen Plausibilitätsprüfungen und reicht bis zur Bestellung im Rexroth-Shop. Für den Import in die vorhandene Engineering-Umgebung können vorab bereits die CAD-Daten heruntergeladen werden. Im Fall von Linearrobotern bewirkt der digital abgebildete Engineering-Prozess im Vergleich zur herkömmlichen Auslegung eine Zeitersparnis von bis zu 90 Prozent. Die softwaregestützte Inbetriebnahmezeit vorkonfigurierter Linear-achsen, Mehrachssystemen und elektromechanischer Zylinder reduziert sich um bis zu 80 Prozent.
Bei den Smart Function Kits für Handling und Dispensing, mechatronischen Subsystemen für Handhabungs- und Dosieraufgaben, beinhaltet die geführte Inbetriebnahme zum Beispiel auch eine Unterstützung bei der Achsreferenzierung. Die Prozessabläufe werden visuell, per Drag-and-drop über Funktionsbausteine definiert. Auch beim Smart Function Kit Pressing, dem mechatronischen Gesamtpaket von Bosch Rexroth für Servopressen auf Basis eines elektromechanischen Zylinders, gehört eine webbasierte Software zum Lieferumfang. Die vorinstallierte Bediensoftware vereinfacht die Inbetriebnahme enorm und bietet unter anderem eine vorbereitete Monitoring-Funktion zur Visualisierung der Qualitätsdaten.

Nachhaltigkeit berücksichtigen
Die Lineartechnik muss auch Nachhaltigkeitsaspekten genügen. Neben dem direkten und indirekten CO2-Footprint fliessen zunehmend Service, Gesamtkosten und Investitionssicherheit in die Kaufentscheidung ein. Nur eine entsprechend ressourcenschonend konstruierte und im Betrieb energieeffiziente Lineartechnik kann sicherstellen, dass die geforderten Bewegungsaufgaben mit möglichst wenig Verlustenergie und minimalem Schmierstoffverbrauch realisiert werden können und dass die eingesetzten Komponenten möglichst langlebig, reparaturfreundlich und modular austauschbar sind.

Professionelle Begleitung für den Wandel
Ob Hochpräzision oder Prozessautomatisierung: Wer alte Umsatzpotenziale zurückgewinnen oder neue erschliessen möchte, benötigt nicht nur ein passendes Lineartechnik-Lösungsportfolio, sondern auch einen erfahrenen Partner mit den richtigen Tools. Bosch Rexroth unterstützt die individuellen Ausprägungen der Transformation im Werkzeugmaschinenbau mit kompetenter Beratung und einem zukunftsorientierten Portfolio an Standardprodukten, individuellen Lösungen und Dienstleistungen. Auf diese Weise können Anbieter verschiedenste Szenarien abdecken und in unterschiedlichen Disziplinen des Werkzeugbaus mit massgeschneiderten und zugleich wirtschaftlichen Automatisierungslösungen überzeugen.

INFOS | KONTAKT
Bosch Rexroth Schweiz AG
Hemrietstrasse 2
CH-8863 Buttikon
T +41 (0)55 464 61 11
www.boschrexroth.com
info@boschrexroth.ch