Einfacher und zugleich flexibler

Die hochpräzise Teilefertigung ist längst automatisiert. Moderne Bearbeitungszentren übernehmen die Zerspanung komplexer Werkstücke und sichern Produktivität in Maschinenbau, Werkzeug- und Formenbau. Für maximale Wirtschaftlichkeit zählen Präzision, Flexibilität und kompakte Bauweise Wie dies mithilfe von innovativen Ventilinseln, Druckschaltern und einer Reihe weiterer Komponenten gelingt, zeigt ein Projekt von SMC und Hedelius.    

Von der Größe über das Gewicht bis hin zur Form: Anspruchsvolle Werkstücke erfordern für das Zerspanen Bearbeitungszentren, die u.a. ein schnelles, zuverlässiges und flexibles Zuführen von Werkstücken sowie deren sicheres Einspannen ermöglichen. Nur so kann sichergestellt werden, dass die nachfolgenden Verfahren wie Bohren und Fräsen präzise und zugleich hochproduktiv erfolgen können. Bedeutende Aspekte hierbei: Die Maschine sollte insgesamt kompakt, leicht zu montieren und übersichtlich sein, um zum einen den Aufwand der Konstruktion zu reduzieren und zum anderen einen flexiblen Umbau und Erweiterungen für kundenspezifische Anforderungen zu ermöglichen.  

Zu den Top-Adressen in Sachen Bearbeitungszentren gehört die Hedelius Maschinenfabrik GmbH im niedersächsischen Meppen. Das 1967 gegründete Unternehmen ist spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion von vertikalen CNC-Fahrständer-Bearbeitungszentren und bietet ein umfassendes Maschinenprogramm von 3-, 4- und 5-achsigen Maschinen sowie Automationslösungen für die Einzelteil- und Kleinserienfertigung. Auf rund 28000 m2 – darunter ein 1800 m2 großes Zerspanungswerk – entwickeln und produzieren die 247 Mitarbeitenden des Pioniers der Fahrständerbauweise hochmoderne Bearbeitungszentren. Zu den Kunden zählen Maschinenhersteller und deren Zulieferer aus Branchen wie dem Sondermaschinenbau, der Landmaschinentechnik, dem Fahrzeugbau, der Textil-, Luftfahrt- und Verpackungsindustrie und zahlreichen weiteren. Mit bislang über 3.700 gelieferten Bearbeitungszentren gehört Hedelius zu den führenden Herstellern in Europa.   

Getreu dem eigenen Anspruch „Technik, die sich auszahlt“ suchte das Unternehmen zur Optimierung der Pneumatik-Installation ihrer CNC-Bearbeitungszentren der Baureihen ACURA, TILTENTA und FORTE nach einer kompakten, einfach zu montierenden und flexiblen Lösung von einem Anbieter. Aufgrund der Erfahrung aus über 20 Jahren konstruktiver Zusammenarbeit mit SMC Deutschland entschied sich Hedelius bei dieser Aufgabe erneut für den Automatisierungsspezialisten aus dem hessischen Egelsbach.  

Umfassendes Anforderungsprofil 

Die Konstruktionen seiner 5-Achs-Bearbeitungszentren mit Dreh-Schwenktisch sollten auch bei den pneumatischen Funktionen neben hoher Leistung ebenso von Kompaktheit, Flexibilität und einfacher Montage profitieren. Zugleich bestand die Anforderung in einem möglichst gleichbleibenden Grundaufbau, weshalb die eingesetzten Komponenten einen hohen Grad an Modularität aufzuweisen hatten – bestenfalls in Form einer einbaufertigen und kostengünstigen Komplettlösung aus einer Hand. 

„Bei unseren Bearbeitungszentren erfolgen mehrere Prozesse pneumatisch. Neben der Ansteuerung der Nullpunktspannsysteme, der Auflagenkontrolle und dem Öffnen und Schließen der Kraftspanner bei einer Werkstückpalette gilt dies auch für die Überwachung des Öffnens der Nullpunktspanner und das Öffnen und Schließen der Seitenbeladung“, so Michael Wolfram, Konstrukteur bei der Hedelius Maschinenfabrik GmbH. „Dazu brauchten wir nicht nur eine leistungsfähige und zugleich kompakte Lösung. Auch war uns wichtig, möglichst wenig am bestehenden Aufbau zu ändern und flexibel zu bleiben, um etwa Sonderanforderungen von Kunden und zukünftige Weiterentwicklungen vor Ort zu realisieren.“ 

Optimale Komplettlösung für die Aufgabenstellung 

„Hedelius setzt bereits seit mehr als zwei Jahrzehnten Komponenten von uns ein. Dazu zählen etwa verschiedene komplettmontierte Zylinderbaugruppen inklusive Barcode und Kundenlabel, Wartungseinheiten nach Kundenwunsch und eine Reihe von Ventilinseln mit Höhenverkettung und zusätzlicher Druckluftversorgung“, sagt Christian Suchalla, Sales Engineer Direct Sales bei SMC Deutschland. „Aus diesen Erfahrungen heraus konnten wir schnell ein passendes Komplettpaket aus unserer Ventilinsel der Serie NEW SY und dem Druckschalter der Serie PSE540 schnüren. Auf der Kunststoffgrundplatte mit insgesamt neun Plätzen befinden sich die nur 15 mm breiten und energiesparenden 5/2- und 5/3-Wegeventile SY5000 zuzüglich einiger Höhenverkettungen für zusätzliche Lufteinspeisungen oder Sperrventile. Sowohl die Anschlüsse für die Luftversorgung als auch die für die Abluft und die Abgänge befinden sich unten, was den Einbauraum reduziert. Weitere Platzeinsparungen ergeben sich dadurch, dass neben der Verdrahtung und der Verschlauchung auch die Bedienung auf einer Seite angeordnet ist.“ 

Der direkt oben über einen 6-mm-Steckanschluss auf die Ventilinsel montierte Druckschalter PSE540 verfügt über einen Nenndruckbereich von 0 bis 1 MPa und einen Prüfdruck von 1,5 MPa. Auf Wunsch von Hedelius wurde er manipulationssicher auf 0,5 MPa und eine Hysterese von 0,05 MPa voreingestellt. Dank der Schutzart IP40 (Ventilinsel = IP67) und des Betriebstemperaturbereichs von 0 bis 50 °C ist er optimal für die Bedingungen in den Bearbeitungszentren geeignet. Neben der Komplettlösung aus Ventilinsel samt Druckschalter greift das Unternehmen aus Meppen auch auf die Druckregler der Serie AR, die Steckverbindungen der Serie KQ2 und die Polyurethan-Schläuche der Serie TU von SMC zurück.  

Zahlreiche Kundenvorteile 

Durch den modularen Aufbau der Gesamtlösung von SMC können die Anforderungen von Hedelius vollumfänglich erfüllt werden. So lässt sich etwa die Anzahl der Ventile je nach Aufgabenprofil und Kundenwunsch abändern, während der Gesamtaufbau dank der geringeren Schlauch- und Schraubverbindungen einfacher gestaltet und damit der Montageaufwand und der Einbauraum reduziert sind. Gleichzeitig profitiert das Unternehmen aus Niedersachsen von einer gleichbleibenden PIN-Belegung der D-Sub-Stecker. Lediglich geringfügige Anpassungen bei den Programmen und der Blechkonsole waren nötig. 

„Der modulare und optimierte Aufbau der Pneumatik sorgt für deutlich mehr Übersichtlichkeit, spart Platz und Aufwendungen und bietet mehr Flexibilität. Dadurch konnten wir an mehreren Stellen auch ein Leistungsplus erreichen. So haben wir die Mediendurchführung unserer Maschinentische von 4 auf 6 Kanäle erweitert, es sind Sonderschaltungen möglich und die Ventile mit Stahlschiebern sind für höhere Betriebsdrücke von über 7 Bar bis maximal 10 Bar geeignet“, erklärt Michael Wolfram von Hedelius. „Wir sind jetzt problemlos in der Lage, vor Ort eigene Ideen für Weiterentwicklungen oder individuelle Wünsche unserer Kunden umzusetzen. Aus meiner Sicht hat das Projekt erneut gezeigt, dass erfolgreiche Konstruktionen starke Partner erfordern. Und hier hat SMC aufgrund der Vielfalt an Lösungen, der kompetenten individuellen Beratung und schließlich einer kostengünstigen und einbaufertigen Lösung aus einer Hand auf ganzer Linie überzeugt.“ 

Christian Suchalla von SMC ergänzt: „Durch die interne Verdrahtung bei unserer Ventilinsel NEW SY und den vereinfachten Anschluss kann Hedelius ihre Bearbeitungszentren kompakt konstruieren, ohne besondere Umbauten vornehmen zu müssen. Darauf zahlt auch unser Druckschalter PSE540 ein, der direkt an der Oberseite montiert wird. Mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,2 % M.S. sorgt er zudem für einen zuverlässigen Betrieb. Wir freuen uns über den erfolgreichen Abschluss des Projekts und sind schon jetzt gespannt auf die zukünftige Zusammenarbeit.“ 

Autor: Helmut Gerdes, Sales Engineer Direct Sales bei SMC Deutschland 

Bilder: SMC Deutschland GmbH