Flexible Lösungen mit einer hohen Genauigkeit und Dynamik

Anforderungen. Um auch im beengten Raum einer Rundtaktmaschine flexibel einstellbare, schräge Bearbeitungen durchzuführen, wurde die Engineering-Abteilung der imoberdorf AG mit der Entwicklung einer Schwenkachse beauftragt. Die Kernanforderungen bestanden darin, eine grosse Masse mit hoher Genauigkeit und Dynamik auf einer dreiachsigen Einheit schnell zu positionieren. Die Position der Achse soll bei wechselnden Schnittkräften ohne Klemmung exakt gehalten werden können. Der dazu benötigte Aufbau soll, trotz den groben Umgebungsbedingungen einer Rundtaktmaschine, mit genügender Steifigkeit und Präzision bewegt werden.

Konzept. Es hat sich schnell herausgestellt, dass für eine servo-motorische Verstellung über eine konventionelle Kugelgewindetrieb-Lösung der Bauraum sehr eng ist. Verschiedene Analysen haben gezeigt, dass eine hydraulische Verstellung die Anforderungen am besten abdecken kann. Mit einer entsprechend steif ausgelegten Fest-Loslagerung, einem Glasmassstab für die massliche Rückführung der Position und der Integration eines für die Funktion entsprechenden hydraulischen Zylinders, wurde ein geeignetes Konzept entwickelt. Die Kinematik und das hydraulische System wurden vor der Realisierung zusammen mit der Firma Bosch simuliert und analysiert.

Lösung. Um in einem weiteren Schritt auch eine simultane Bearbeitung mit den restlichen Geometrieachsen zu ermöglichen, wird die Schwenkachse über ein S120 Hydraulic Drive von Siemens in die CNC-Steuerung 840D sl integriert. Als Aktor kommt ein Bosch Regel-Wegeventil zum Einsatz. Die Rückführung der Position über einen Glasmassstab von Heidenhain führt zu einer dynamisch regelbaren Positionierung im Raum. Die Anforderungen an Steifigkeit und Genauigkeit während dem Bearbeitungsprozess werden unter den Umgebungsbedingungen der Rundtaktmaschine erfolgreich erfüllt. Die umgesetzte Entwicklung ist für die Firma imoberdorf AG ein voller Erfolg und eröffnet dem Unternehmen hinsichtlich Flexibilität mit der Erweiterung des Produkteportfolios ganz neue Türen.