Getoppte Spitzenleistung

(...jk) Der Schritt ist folgerichtig und war deshalb zu erwarten, wobei lediglich ein Buchstabe den Unterschied nach außen hin markiert: die naheliegende Fusion zwischen einem hochdynamischen 3-achsigen BAZ mit schon praxisbewährter wissensbasierter Software und einem adäquat hochagilen Schwenk/Rundtisch aus einem anderen (5-Achs-)BAZ ergänzt die Typbezeichnung zwar lediglich um ein „U“, aber allein das signalisiert, dass die zur EMO in Mailand von Mikron vorgestellte „XSM 400 U“ als nun 5-achsiges Bearbeitungszentrum (auch dank weiterem implementiertem Know-how) beim 5-Achs-Simultan-Fräsen eine unbestrittene Spitzenleistung nochmals toppt und die Bearbeitungszeit um bis zu 50 Prozent kürzt.

Wer auch nur ein wenig ungnädig sein will, hat bei der von der Mikron AG Nidau in Mailand präsentierten „XSM 400 U“ keine Mühe: vereint doch das neue 5-Achs-BAZ nur zwei signifikante Merkmale, die von den Bielern schon seit mehr als einem Jahr offeriert werden – freilich getrennt in zwei zwar ähnlichen, aber gleichwohl doch für das HighSpeedMachining unterschiedlich befähigten Fertigungsmitteln. Jens Thing als „Head of Market Support“ räumt ein: „Unsere zur EMO erstmals gezeigte ,XSM 400 U‘ hat zwei bekannte Ursprünge“, und er erläutert: „Das ist einerseits das 3-Achs-BAZ ,XSM 400‘ mit seinen drei zwar konventionellen, aber sehr schnellen und sehr dynamischen Linear-achsen und seiner weltweit einzigartigen intelligenten Prozesssteuerung und andererseits das 5-Achs-BAZ ,HSM 400 U‘, von dem wir nun aktuell den gleichfalls hochdynamischen Schwenk/Rundtisch übernehmen, und so beim 5-Achs-Simultan-Fräsen eine Performance erreichen, wie derzeit wohl niemand sonst.“ Nun – sie muss ja einerseits resultieren aus den erwähnten Hardware-, sicher aber auch aus den angedeuteten Softwarebemühungen, und über beide wird hier zu reden sein:
 So bedeutet uns Jens Thing: „Die ,Cyclone Expert‘-Software macht dem Operator NC-Parameter zugänglich, auf die er bislang keinen Zugriff hatte – sie erlaubt es ihm, den Bearbeitungsprozess entsprechend den werkstückindividuellen Anforderungen sehr einfach einzustellen.“ Gemach – das hört sich abstrakter an als es ist, und deshalb klären wir hier anschaulich zunächst einmal so kurz und klar wie nur möglich:
 Dank „Cyclone Expert“ als der adaptierten Atek-CNC aufgesetzter wissensbasierter Software kann der Operator unmittelbar an der CNC seine auftragsindividuelle Bearbeitungsprioritäten bestimmen: sei es denkbar kurze Bearbeitungszeit, sei es denkbar hohe Oberflächengüte, sei es denkbar hohe Maßgenauigkeit – oder sei es auch ein anwenderspezifischer Mix (also Kompromiss) aus den drei Zielvorgaben. Dieses erstmals dermaßen einfach prozessorientierte Zerspanen gewährleiste (so das Mikron-Eigenlob) die maximale Nutzung des BAZ-Potenzials. Vielleicht ein wenig griffiger formuliert: so soll es mit der „XSM 400 U“ möglich sein (gegenüber der achsseitig ja identisch konfigurierten „HSM 400 U“) die Bearbeitungszeiten zwischen 20 und 50 Prozent zu reduzieren: das gesteigerte Leistungsvermögen resultiert freilich auch aus glatt verdoppelten Vorschubwerten der drei Linear-Achsen und ihrer um fast 50 Prozent gesteigerten Dynamik (und entspricht also der vor einem Jahr präsentierten „XSM 400“).
 Verständlich, dass Jens Thing betont: „Die ,XSM 400 U‘ eröffnet dem simultanen 5-achsigen Fräsen mit ihrer Performance ganz neue Möglichkeiten sowohl im Formenbau als auch beim Bearbeiten von Werkstücken mit doppelt gekrümmten Flächen“, und verweist auf einen kleinen TurboCharger, der beim Anwender auf der „HSM 400 U“ bei optimierter Bearbeitung derzeit in 6,5 Minuten gefertigt wird, während dafür die „XSM 400 U“ kaum mehr als 3 Minuten bräuchte.
 Mit dieser enormen Steigerung der Produktivität erklärt sich denn auch wie von selbst, warum das HighSpeedCutting im Formenbau sowohl dem konventionellen Fräsen als auch dem Senkerodieren unaufhaltsam das Emulsionswasser wie das Dielektrikum abgräbt und weiter abgraben wird: so durfte vor nur sechs Jahren das noch um Anerkennung kämpfende HSC (im Formenbau) mal gerade zirka zehn Prozent von allen relevanten Aufträgen übernehmen – heute (also 2003) sind es schon  36 % (und damit mehr als dreimal mehr als 1997), und in weiteren nur vier Jahren – so prognostizieren die Experten – soll es gar eine satte 51-prozentige HSC-Mehrheit geben. Oder anders: wer als Hersteller (wie Mikron) oder als Anwender in HSC investiert, liegt genau richtig.
 Doch wie HighSpeedCutting – zumal beim 5-achsigen Simultanfräsen – wirklich so erreichen, dass es dem Anwender nutzt? Die Mikron AG hat für sich (und ihre Kunden) eine Antwort gefunden, die manche ihrer Wettbewerber teilen – andere (wenige) nicht. Lehrt Thing: „HSC meint zunächst nur hohe Vorschubwerte und hohe Drehzahlen, aus denen hohe Schnittgeschwindigkeiten resultieren, aber um bei wohl meist kurzen Strecken und um bei sich rasch ändernden Radien die HSC-gemäßen Vor-schubwerte zu erreichen, braucht es halt auch entsprechend hohe Dyna-mik beim Beschleunigen und beim Verzögern“. Dass manche WZM-Hersteller daraus folgern, in allen Achsen Direkt-Antriebe einzusetzen, hält Thing (vorsichtig formuliert) für eine voreilige (und wohl auch für eine eher marketing-orientierte) Entscheidung: „Gewiss – die Technologie-Werte müssen in jeder Beziehung stimmen – aber die umfassende Invest-Kalkulation eben auch“, und wirbt: „Diesen ganzheitlichen Aspekt berück-sichtigen wir bei Mikron im Interesse unserer Kunden und prüfen deshalb eingehend, wann und wo Direkt-Antriebe denn wirklich Sinn machen.“
 Diese gewissenhafte Prüfung der Antriebs-Alternativen hat bei Mikron dazu geführt, dass selbst das jetzt zur EMO vorgestellte HighDyn-BAZ „XSM 400 U“ (eben wie seine Basis, also das „XSM 400“-BAZ) in seinen drei Linear-Achsen via  Kugelrollspindeln (freilich jüngster Bauart) bewegt wird: mit bis zu 80 m/min und 2,5 m/s2 – solche Werte lassen sich nach Meinung anderer Hersteller sinnvoll allein via Direktantrieb realisieren, kommentiert Thing achselzuckend lapidar: „Entscheidend ist für uns der Kunden-Nutzen – und den können wir bei Linear-Achsen mit vermeintlich konventioneller Technik bislang zumindest besser sicherstellen als mit Linear-Direktantrieben.“ Wobei diese Formulierung ja zu-gleich bedeutet, dass (auch) Mikron die Direktantriebstechnik als mögliche Alternative selbstredend immer wieder auf ihre Tauglichkeit prüft.
 Und so fällt die Entscheidung bei den Rotationsachsen zum Drehen und Schwenken für bis zu 5-achsig simultanes Fräsen denn auch anders aus als bei den Linearachsen: mit Drehzahl- und Drehmoment-Wandler via traditionellem trägen Schneckentrieb samt unvermeidbarem Umkehr-spiel lässt sich natürlich kein hochdynamisches 5-Achs-Simultan-Fräsen erreichen. Und deshalb war es für Mikron einfach klar, die Dreh/Schwenk- Achse (auch) des „XMS 400 U“-BAZ (wie schon zuvor beim „HSM 400 U“-Modell) mit dynamischer rotatorischer Direkt-Antriebstechnik zu bestücken. Die dank Torque-Direktantrieben erreichten Geschwindigkeiten und die Dynamik der beiden rotatorischen Achsen liegen auf (fast) adäquat hohem Niveau der drei konventionell bewegten Linear-Achsen: so dreht die 360°-C-Achse bis maximal 250 min–1 (entspricht 1500°/s), bringt ein Drehmoment von 132 Nm (und klemmt mit
500 Nm) und beschleunigt/verzögert mit 1,72 g, während die schwenkende B-Achse es auf 150 min–1 (entspricht 900°/s) bringt, ein Dreh-moment von 485 Nm aufbietet und mit 2000 Nm klemmt sowie mit für ihre Aufgabe sehr wohl dynamischen 0,57 g beschleunigt und verzögert. Bewertet Thing: „Uns das nachzumachen, dürfte so einfach nicht sein.“ Nun – wer sich so aus dem Fenster lehnt, wird wissen, was er sagt (muss er sich doch im Ernstfall beweisen).
 Doch Mikron weiß noch weitere Wege, um die BAZ-Performance zu steigern – und sie füh-ren (wie die Parameter-Verschiebung via „Cyc-lone Expert“) über weitere (optionale) Software-Module, die jedes mit ihnen veredelte Bearbeitungszentren zu einer „smart machine“ machen, wie die Bieler das Ergebnis dieses Up-Grades nennen – ob das dann schon einer „Revo-lution der Frästechnologie“ gleichkommt, wie Mikron meint, mag zwar die Praxis weisen, aber sicher ist, dass die „smart machine“-Optionen den Anwendern bemerkenswerte Möglichkeiten bietet, die BAZ-Nutzungsquoten zu steigern:
 Das gilt zunächst für die „Intelligent Thermal Compensation“: dank ihrer muss der Operator selbst beim hochgenauen Bearbeiten nicht mehr darauf warten bis das BAZ seinen „Thermischen Beharrungszustand“, also seine Betriebstemperatur erreicht hat, sondern kann sofort loslegen und darf sich voll auf die werkstückspezifischen Anforderungen seines Auftrags konzentrieren. Präzisiert Thing: „Für die Standard-Bearbeitung braucht es überhaupt keine Aufwärm-phase mehr“, und wirbt: „Allein dadurch ergibt sich gegenüber marktüblichen Wettbewerbs-Fräsmaschinen eine Zeitersparnis zwischen 15 und 25 Minuten, die der BAZ-Nutzungsquote zugute kommt“, um zu differenzieren: „Und für die anspruchsvolle Bearbeitung reduziert sich die Aufwärmphase auf nur noch wenige Minuten.“ Und: mit dem „ITC“-Software-Modul sei unabhängig von Sorgfalt und Befähigung des WZM-Bedieners (bei zudem kürzeren Bearbeitungszeiten) jederzeit hohe Oberflächen- und Formgenauigkeit erreichbar.
 Das zweite zur EMO vorgestellte „smart machine“-Software-Modul „Advanced Process System“(weitere sollen folgen) überwacht und kontrolliert die Motorspindel und visualisiert die auftretenden Kräfte – sicht-bar wird dabei etwa auch die Wuchtgüte der Werkzeughalter. Erklärt Thing: „Dadurch ist es dem Operator möglich, den Prozess zu optimieren und gezielt so zu verändern, dass längere Tool-Standzeiten erreicht werden.“ Doch nicht allein das: vor allem bei Innenradien lassen sich durch „APS“-Vibrations-Markierungen vermeiden und so die Werkstück-Qualität verbessern. Das aber sind ja „nur“ die Primärergebnisse – gleichermaßen wichtig für die Anwender ist die positive Sekundärwirkung auf die Lebensdauer der Motorspindel. Veranschaulicht Thing: „So werden schließlich Stillstandszeiten reduziert und der BAZ-Stundensatz verringert.“ Sehr erfreuliche Software-Folgen also …
 Dass bei einem HighEnd-HSC-BAZ wie dem „XSM 400 U“ T-Nuten als „Schnittstelle“ zur Werkstück-Spannung nichts mehr zu suchen haben, dürfte klar sein – Nullpunkt-Spannsysteme sind da die einzig richtige Antwort; verfügbar sind das „Macro-Magnum“ – wie auch das „ITS“-System: beide bilden auch die Verbindung zum optionalen Werkstückspeicher mit Platz für 48 Paletten. Diese Automations-Komponente ist platzsparend und harmonisch als integraler Bestandteil des BAZs konzipiert und lässt den Zugriff des Bedieners zum Arbeitsraum und damit auch die Kranbeladung uneingeschränkt frei. Lobt Thing: „Der viel bemühte Anwender-Nutzen ist für uns kein Lippenbekenntnis – wir verwirklichen ihn bis ins Detail.“ Das zeigt sich auch etwa daran, dass die „XSM 400 U“ sich gleichermaßen für die Nass- wie für die Trocken-Bearbeitung eignet und so für jede Applikation den jeweils optimalen Zerspanmodus zulässt. Bekräftigt Thing: „Dieses 5-Achs-BAZ kennt wirklich keine Kompromisse und darf für sich zurecht eine nochmals getoppte Spitzenleistung reklamieren.“