Stama en Chiron stappen beiden bij hun nieuwe machinelijnen af van het ‘Fahrständer’ principe. In plaats van de beweegbare kolom, kiezen ze voor een portaalconstructie. Verder zijn de machines totaal verschillend, maar deze keuze valt op. Waarom schuiven ze de beweegbare kolom bij de nieuwe machinereeksen aan de kant?
Stama en Chiron benutten ieder stijfheid van portaalconstructie in nieuwe machines
Stama is al zo’n 20 jaar onderdeel van de Chiron Group. De machinebouwers onderscheiden zich echter wel degelijk van elkaar, ook al is de automobielindustrie voor beide een belangrijke afzetmarkt. Stama is vooral actief in de zwaardere verspaning, met de nadruk op de freescapaciteit, maar de machine moet ook goed kunnen draaien. Frank Müller, hoofd R&D, ziet in de automobielindustrie net zoals in enkele andere sectoren zaken veranderen, die de machinebouwer dwingen om anders te gaan denken. Méér flexibiliteit is een van de trends. “Klanten willen kleine series maken, snel wisselen van gereedschap en product.” First time right is daarbij essentieel. De andere trend die zeker op de achtergrond heeft meegespeeld, is de transitie van de verbrandingsmotor als aandrijfconcept naar een elektrische aandrijflijn. De komende jaren nemen weliswaar de aantallen geproduceerde auto’s nog verder toe, maar als machinebouwer moet je verder vooruitkijken. “We willen méér naar luchtvaart, medische technologie en de productie van fijnmechanische componenten”, voegt Michael Wurster, productmanager, toe. En de derde ontwikkeling is dat verspanende bedrijven méér procestechnologieën in één machine willen integreren.
MTT 733: nieuw concept
Drie jaar geleden heeft Frank Müller daarom de aftrap gegeven voor een project waarvan op de AMB het resultaat wordt gelanceerd: de Stama MT 733. Een heel nieuw machineconcept, dat juist interessant is voor de zware verspaning van kleine series. “We hebben niet de oude 724 Fahrständer machine verder geoptimaliseerd, maar we hebben een heel nieuw platform ontwikkeld”, legt Müller uit. De beweegbare kolom is bij de nieuwe lijn vervangen door een of twee portalen, afhankelijk van welk type je kiest. Daar heeft hij zo zijn redenen voor. Stama wilde een stijvere én een dynamischere machine met een groter werkbereik. Daar stuit het ‘Fahrständer’ concept dat zowel Stama als Chiron al vele jaren toepassen, net als veel andere machinebouwers, op z’n grenzen. Wil je een stijve en tegelijk dynamische machine bouwen, dan is symmetrie van de basis belangrijk, net zoals een zo gering mogelijk bewegende massa. De statische stijfheid van de machine speelt in combinatie met thermisch management een belangrijke rol bij het doel om meteen een goed product van de machine te halen. “First part is good part”, vat Müller dit samen.
First part is good part
Unieke B-as aandrijving
Bij de Stama MT 733 levert dit als resultaat dat er een freesdraaimachine staat, leverbaar in vier varianten, elk opgebouwd op basis van een portaalconstructie. Hieraan zit de freesspindel. De spindel beweegt enkel in de Y- en Z-richting, waardoor de bewegende massa gering kan blijven en de stijfheid van de constructie hoog is. De statische stijfheid is bijna verdubbeld, net als de dynamische ondanks dat de werkruimte groter is geworden. Het product zit in de doorlaat of klauwplaat ingeklemd. Deze unit beweegt in de X-richting. De draai- cq positioneeras (B as) wordt aangedreven door een Galaxie aandrijving van Wittenstein, waarmee heel nauwkeurig gepositioneerd kan worden. Bij draaibewerkingen wordt de freesspindel mechanisch geklemd, zodat de spindellagers niet onnodig worden belast. “We leiden dan de kracht van het toolcenterpoint direct naar het machinebed”, legt Wurster uit. Een HSK 63T opname is standaard, Capto C6 is een optie. Het werkstuk kan via de A-as gepositoneerd worden. Met dit concept kan Stama vijf kanten van het product bewerken op de Stama MT733 One. Bij de One Plus variant is er een overnamespil, zodat de zesde kant ook bewerkt kan worden. Stama bouwt echter ook nog een MT 733 Two en Two Plus. Bij de Two Plus wordt eigenlijk het portaal gekopieerd en zijn twee freesspillen beschikbaar, die onafhankelijk van elkaar werken. Terwijl freesspil twee OP 2 uitvoert, freest spindel 1 alweer OP 1 bij het volgend product. Dat kan ook een heel ander product zijn, want doordat vanaf stafmateriaal wordt gewerkt, zijn omsteltijden tot nul gereduceerd. Stama gebruikt de meerkanaals Siemens besturing (of later die van Fanuc) om de beide machinehelften afzonderlijk aan te sturen. In deze opstelling is het wel belangrijk om de bewerkingen van de beide spindels zo te kiezen dat de cyclustijden praktisch gelijk blijven.
Stafaanvoer én producthandling
Een van de voordelen van deze bouwwijze is de stafaanvoer. Op die manier laten de machines zich vrij eenvoudig automatiseren. De afvoer van de bewerkte producten verloopt via een transportband aan de rechterkant van de machine. Volgens Michael Wurster kun je een groot deel van de fijnmechanische producten prima vanaf stafmateriaal frezen en draaien, tot een maximale diameter van 102 mm en een maximale werkstuklengte van 250 mm. Niet iedereen wil altijd met stafmateriaal werken. Bovendien heb je soms grotere werkstukken. Daarom biedt Stama nog een vierde variant aan, de MT733 Two Plus. Bij deze variant worden de beide portalen iets uit elkaar geschoven en komt er een gantry loader bij. Deze kan de machine vanaf de achterzijde beladen met gezaagd materiaal en de kant en klare werkstukken uitnemen en aan de achterzijde weg zetten. De grijper die hiervoor nodig is, is een Schunk-grijper die in de gereedschapketting zit.
Actieve koeling
Om de nauwkeurigheid te verhogen, is actieve koeling leverbaar op de nieuwe machine. In dat geval worden in het portaalbed koelkanalen aangemaakt waardoor een koelmiddel loopt dat de warmte opneemt en afvoert naar een warmtewisselaar buiten de machine. Op het bed zelf worden op meerdere plaatsen heat pips aangebracht die voor de afkoeling zorgen.
