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Montagefreundliche Systemlösung

Fertig konfektionierte Energieketten für anspruchsvolle Bearbeitungszentren

Die GS-Baureihe der Bearbeitungszentren von Alzmetall zeichnet sich durch hohe Dynamik und Präzision aus; sie kommt hauptsächlich bei anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben in der Serienfertigung, Werkzeug- und Formenbau, Prototypenbau und in der Luftfahrtindustrie zum Einsatz. Für die Energiezu-führung zur Spindel hat Alzmetall eine wirtschaftlich und technisch gleichermaßen überzeugende Lösung gefunden: Man bezieht von igus® ein konfektioniertes, einbaufertiges Energiekettensystem.

Metallverarbeitende Unternehmen, die die Investition in ein neues Bearbeitungszentrum planen und sehr hohe Anforderungen an Präzision, Dynamik und Bearbeitungsgeschwindigkeit stellen, werden mit einiger Wahrscheinlichkeit die GS-Serie der Alzmetall GmbH in Altenmarkt in Betracht ziehen. Denn das Unternehmen, das als Marktführer in der metallverarbeitenden Industrie bekannt ist, hat seit den 80er Jahren ein Programm an Bearbeitungszentren aufgebaut, das im oberen Qualitäts- und Leistungssegment angesiedelt ist.

Erweiterung der Produktfamilie

Die Produktfamilie der Bearbeitungszentren wurde im Jahr 2001 um die GS 800 ergänzt, die sich auf Anhieb zum Erfolgsmodell entwickelte und 2002 für die zahlreichen innovativen Konstruktionsmerkmale den Bundesinnovationspreis erhielt. 2005 folgte mit der GS 1000 eine Erweiterung nach oben in zweifacher Hinsicht. Zum Einen wurde der Zerspanungsraum auf 1070 mm in der A-Achse erweitert, zum anderen gibt es wahlweise für die beiden rotativen Achsen Direktantriebe mit Torque-Technologie oder konventionelle Servo-Antriebe. Beide Varianten haben weltweit bei Anwendern hohe Akzeptanz erfahren und sind bei Alzmetall zum Renner geworden.
Im September 2006 wurde die GS-Baureihe nach unten ausgebaut. Hans Jürgen Gizler: Bereichsleiter Vertrieb für CNC-Bearbeitungszentren: „Für Anwender, die Präzision und Leistung fordern, die von herkömmlichen Gestell-Bauweisen nicht erfüllt werden können, bieten wir die neue GS 650 an“. Diese wurde im Herbst 2006 erstmals auf der AMB in Stuttgart vorgestellt. Die Maschine ist als echtes Gantry-System konzipiert und wird gegenüber der GS 800 und GS 1000 in A- und C-Achse ausschließlich mit hochdynamischen und wartungsfreien Torque-Antrieben angeboten. Hohe Genauigkeiten (Tp=0,007) und hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten stehen für den Einsatz in der Einzelteilfertigung und in der Serie, beim Werkzeug- und Formenbau sowie im allgemeinen Maschinenbau.

Bearbeitungszentrum

Alle drei Ketten sind über einen Verteilerkasten verbunden, den igus® gleich mitliefert: Das vereinfacht nochmals die Montage.

 

Neben der 5-Achs-Version simultan gibt es eine 3-Achs-Ausführung mit Starrtisch und optional eine 4. Achse mit Gegenlager.
Die Einbindung in automatisierte Fertigungssysteme kann mit einer Portal-Roboter-Lösung – die Maschine ist von oben voll bekranbar – ebenso mit einem Paletten-wechsler oder einem Knick-Arm-Roboter zur Beladung von vorne - z. B. auch mit einem Nullpunkt-Spannsystem - realisiert werden.

Hohe Fertigungstiefe

Zum Erfolgsrezept von Alzmetall gehört eine hohe Fertigungstiefe: Die eigene Gießerei arbeitet zwar zu 80% für externe Kunden, aber sie stellt auch die bis zu 5,5 Tonnen schweren Monoblock-Maschinenbetten der Bearbeitungszentren her. Diese Betten schaffen, zusammen mit dem patentierten 8-fach-Führungssystem, die Voraussetzung für die hohe Steifigkeit und damit für höchste Präzision bei der Bearbeitung.

Aber auf hohe Fertigungstiefe verlässt sich Alzmetall nur dort, wo Kernkompetenzen berührt werden. Bei anderen Komponenten setzt man auf „Outsourcing“, d. h. auf die Zusammenarbeit mit leistungsfähigen Zulieferern – zum Beispiel bei den Energiezuführungen, die die Spindel mit Energie, Daten und Kühlfüssigkeit versorgen. Hans Jürgen Gizler: „Bei der GS 800 haben wir erstmals vorkonfektionierte „readychain®“-Leitungspakete und Energieketten von igus® eingesetzt. Die Zusammenarbeit hat sich bewährt, daher wird auch die GS 650 mit „readychain®“-Energiezuführungen ausgestattet.“

Mehr als 50 Zuleitungen zur Spindel

Das ist eine Wahl, die nicht nur die Montagezeit verkürzt, sondern auch zur Langlebigkeit der Energiezuführung beiträgt. Denn die Leitungen, die igus® für die „readychain®“ verwendet, wurden speziell für den Einsatz in Energieketten entwickelt: Sie erlauben kleine Biegeradien und zeichnen sich auch bei andauernder Bewegungsbeanspruchung durch eine lange Lebensdauer aus. Das ist für Alzmetall ein wichtiges Kriterium, denn die Maschinen sind sehr solide konstruiert. Die Spindel, die mit bis zu 30.000 min-1 arbeitet, benötigt insgesamt 50 bis 60 Energie- und Signalleitungen – darunter Elektroleitungen für Servoantriebe, Hydraulikschläuche für den Werkzeugspanner, Geber- und Messsystemleitungen sowie Zuleitungen für Kühlschmierstoff und eine Druckluftzufuhr zum Ausblasen der Spindel.

Alzmetall ergänzt die erfolgreiche GS-Baureihe um ein „kleines“ Modell: Die GS 650 bietet ebenfalls hohe Präzision und hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten.

 
Zusammenarbeit schon in der Entwicklungsphase

Schon bei der GS 800 war igus® frühzeitig in die Entwicklung eingebunden. Hans Jürgen Gizler: „Die Fragestellung lautete: Was muss man beachten, wenn man ein kostengünstiges, langlebiges Komplettsystem beziehen will?“ Diese Frage konnte igus® zufriedenstellend beantworten. Igus®-Vertriebingenieur Harry Suckau: „Unsere Vorschläge wurden sehr positiv aufgenommen.“

Da lag es nahe, diese Vorgehensweise bei der neuen GS 650 zu wiederholen: Igus® liefert für jede Maschine anschlussfertige, vorkonfektionierte Energieketten mit integrierten Kabelpaketen. Dadurch spart Alzmetall Montagezeit, und das ist ein wichtiger Faktor, denn Schnelligkeit wird als Wettbewerbsvorteil angesehen: Andere Anbieter haben deutlich längere Lieferzeiten.

Kompakte Bauweise – in drei Achsen beweglich

Außerdem kann man durch die Kette und das „readychain®“-Prinzip sehr kompakt bauen: Die engen Biegeradien sind nur mit chainflex®-Leitungen möglich. Darüber hinaus gehört es zu den Grundsätzen von Alzmetall, dass keine Leitungen sichtbar sind und dass keine Bauelemente über die Maschine hinausragen. Beides ließ sich dank der igus®-Ketten verwirklichen.

Das Energiekettensystem der GS 650 sorgt für Beweglichkeit in drei Achsen. Die x-Achse verfährt separat, während sich die y- und z-Achse überlagern. Die Montage ist denkbar einfach, da alle drei Ketten in einem Verteilerkasten münden, den igus® gleich mitliefert. Die x-Achse ist liegend ausgeführt und nutzt als Auflage die obere Maschinenabdeckung, auf der sie durch eine Brücke abgestützt wird: ein konstruktives Detail, das Platz spart und für eine optimale Führung der Kette sorgt.

Bearbeitungszentrum

Ein intelligentes Konstruktionsdetail: Die x-Achse der Energiekette ist liegend ausgeführt und nutzt als Auflage die obere Maschinenabdeckung. So spart man Platz und gewährleistet eine optimale Führung der Kette.

 
Neue E-Kette für neue Maschine

Bei der Entwicklung der optimalen Energiezuführung für die GS 650 kam den igus®-Projektingenieuren zugute, dass gerade eine neue Energiekettenbaureihe auf den Markt gekommen war: Die E 4/4 Light zeichnet sich durch sehr kompakte Außenabmaße aus; bei gleichem Inhalt ist die Kette 20 mm schmaler. Genau diese 20 mm sorgten dafür, dass die Kette bei allen Bewegungen innerhalb der Maschinenkontur bleibt – eine Produktentwicklung, die somit zur rechten Zeit kam.

Hohes Tempo

Trotz der kompakten Bauform und der engen Biegeradien bewegen sich die Ketten und mit ihnen die Leitungen in hohem Tempo. Im Eilgang verfährt die Spindel mit bis zu 60 m/sec und erreicht dabei eine Beschleunigung von maximal 10 m/sec2. Im freien Raum sind sogar Beschleunigungswerte bis 17 m/sec2 gefordert: Das stellt hohe Ansprüche an die Qualität der Leitungen und der Energiekette.

Ideal auch für Wartung und Nachrüstung

Für die Kettenbelegung wurden zwei Varianten festgelegt: eine für die Standardversionen der GS 650, eine zweite mit zusätzlichen Kühlschläuchen für die leistungsstärkere Spindel mit 30.000 min-1. Diese Varianten, die in Köln konfektioniert werden, liefert igus® „just in time“ nach Altenmarkt. Natürlich können bei Bedarf weitere Leitungen in die Kette integriert werden. Das geht sogar im Nachhinein: Ein Argument, das die Konstrukteure von Alzmetall ebenfalls überzeugt hat, ist die einfache Nachrüstung der Energiekette, wenn z. B. zusätzliche Achsen oder eine Minimalmengenschmierung gewünscht wird. In diesem Fall schnappt man einfach die einzelnen Kettenglieder auf und legt die Leitung in den dafür vorgesehenen Kanal.

Mit genauem Blick auf die konstruktiven Details: Harry Suckau, Vertriebsingenieur der igus® GmbH (links), Michael Offner, igus®-Leiter Außendienst Süddeutschland und Hans Jürgen Gizler, Bereichsleiter Vertrieb für CNC- Bearbeitungszentren der Alzmetall GmbH (rechts) an einer GS 650, die gerade montiert wird.

 
Energieketten und Gleitlager

Die „readychain®“-Energieketten in den Produktionshallen von Alzmetall sind kaum zu übersehen: Die fertig montierten Ketten- und Leistungspakete einschließlich Verteilerkasten beanspruchen knapp mehr Lagerplatz als eine Europalette. Um nach anderen igus®-Produkten Ausschau zu halten, die Alzmetall einsetzt, muss man schon sehr aufmerksam durch die Montage in Altenmarkt gehen – und wird fündig: In den Halterungen der Werkzeugmagazine kommen iglidur®-Gleitlager aus Hochleistungs-Polymeren mit „eingebauter“ Schmierung zum Einsatz.

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