Hybridanlage für Rohre und Behälter

Technik

Das Schneiden von Rohren, Behältern und Klöpperböden findet auf getrennten Maschinen statt. Müller Opladen hat jetzt eine Hybridanlage entwickelt, auf der die drei verschiedenen Werkstücke exakt bearbeitet werden können.

21. März 2017
Die 3D-Profilbrennmaschine arbeitet mit sechs CNC-Achsen, die während des Schneidprozesses in ihrer Bewegung und Geschwindigkeit aufeinander abgestimmt sind. Bildquelle: Müller Opladen
Bild 1: Hybridanlage für Rohre und Behälter (Die 3D-Profilbrennmaschine arbeitet mit sechs CNC-Achsen, die während des Schneidprozesses in ihrer Bewegung und Geschwindigkeit aufeinander abgestimmt sind. Bildquelle: Müller Opladen)

Der Rationalisierungsdruck im Maschinenbau ist ungebrochen. Hersteller sehen sich am Markt immer wieder mit Anbietern aus Niedriglohn-Regionen konfrontiert, die die Preise nach unten drücken. Aus diesem Grund ist effiziente Technik gefragt.

Auf Anfrage eines Kunden hat Müller Opladen nach einer Möglichkeit gesucht, die 3D-Profil-brennschneidtechnik für die Bearbeitung von Rohren, Behältern und Klöpperböden auf einer Anlage zu kombinieren. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es keine Maschine, die beide Anforderungen auf einem System erfüllte. In den Folgemonaten mussten die Experten von Müller Opladen klären, wie die sehr unterschiedlichen Werkstücke in ein und demselben Spannsystem aufgenommen werden können, damit der Mittelpunkt des Schneidkopfes immer zentrisch zum Werkstück steht.

Ralf Hamacher, geschäftsführender Gesellschafter bei Müller Opladen, erklärt: »Wir erreichen das über ein selbstzentrierendes, kippbares Drei-Backen-Spannfutter.« Beim Bearbeiten von Rund-rohren und Behältern steht das Spannfutter in vertikaler Position. Für das Schneiden der Klöpperböden kippt das Spannfutter hydraulisch um exakt 90 Grad in eine horizontale Position.

Über 90 Prozent schneller

Nach der Realisierung des Prototypen und einem umfangreichen Feldtest beim Kunden hat Müller Opladen daraus eine komplette Baureihe entwickelt. Mit der neuen Reihe können Behälter und Klöpperböden mit Durchmessern von 500 bis 4.000 Millimeter, Behälterlöcher mit Durchmessern von 50 bis 2.000 Millimeter und Rohrstutzen mit Durchmessern von 50 bis 2.000 Millimeter bearbeitet werden.

Was diese Hybridanlage bringt, zeigt ein Beispiel aus der Praxis: Das manuelle Anreißen und das Schneiden eines Klöpperbodens mit einem Durchmesser von 800 Millimetern und sechs Löchern dauert nach Kundenaussage acht bis zehn Stunden. Durch die Müller-Opladen-Lösung konnte diese Bearbeitungszeit auf weniger als 30 Minuten reduziert werden.

Die Hybridanlage arbeitet mit sechs CNC-Achsen, die während des Schneidprozesses in ihrer Bewegung und Geschwindigkeit aufeinander abgestimmt sind. Das garantiert die exakte Positionierung des jeweiligen Werkstücks zum Schneidbrenner, um am Ende präzise Schneidergebnisse zu erzielen.

Die Achsen finden sich in den einzelnen Maschinenkomponenten: Das Spannfutter beispielsweise fixiert das Bauteil und lässt es um die Bauteil-Mittenachse rotieren. Mit Hilfe der Brennerwagenbahn verfährt der Schneidwagen mitsamt des Schneidbrenners horizontal entlang der Bauteil-Mittenachse.

Automatisch einstellbarer Brenner

Eine Hubsäule sorgt für das Anstellen des Schneidkopfes auf den Rohrdurchmesser sowie die Höhenkorrektur beim Schneiden. Ausleger mit integrierter horizontaler und vertikaler Schwenkachse dienen für das automatische Einstellen des Brenners beim Fasenschneiden. Der Brennerrückzug positioniert den Brenner beim Fasenschneiden zur Werkstückoberfläche.

Weitere Komponenten der Rohrprofilbrennmaschine sind das Abtastsystem zur Rohrvermessung und die Rohrwagen zur Auflage und Unterstützung der Rohre beim Schneiden. Neben Rohrwagen kann Müller Opladen auch voll automatisierte Logistikkonzepte anbieten. Die Konzepte dienen dem automatischen An- und Abführen der Rohre zum Schneidprozess und der Unterstützung der Rohre beim Drehen derselben.

Neben der autogenen Schneidtechnik, die das Schneiden von Wandstärken bis 150 Millimeter erlaubt, wird ergänzend die Plasmaschneidtechnik eingesetzt. Diese Technik schneidet Wandstärken bis 80 Millimeter. Bei der autogenen Schneidtechnik kann sowohl mit Acetylen als auch mit Erdgas geschnitten werden. Fasenwinkel bis 70 Grad und Tapering bis 80 Grad sind realisierbar. Die autogene Schneidgeschwindigkeit und die autogene Schnittqualität bei dünnwandigen Werkstücken sind gegenüber dem Plasmaschneidverfahren geringer. Das Plasmaschneidverfahren zeichnet sich durch seine hohe Schneidgeschwindigkeit aus sowie die Möglichkeit, Stahl und Edelstähle zu schneiden. Ein Nachteil beim Plasmaschneiden ist der geringere Fasenwinkel von 45 bis 55 Grad bei Sonderlösungen.

Nach dem Einspannen des Werkstücks – der Spannprozess erfolgt automatisch und selbstzentierend – vermisst ein Lasermesssystem dessen Oberfläche. Hierdurch wird im Bereich der Kontur die Beschaffenheit des Werkstücks bestimmt. Höhenabweichungen an der Oberfläche des Rohres, des Behälters oder des Klöpperbodens werden vermessen und während des Schneidprozesses kompensiert, so dass der Abstand zwischen dem Schneidbrenner und der Werkstückoberfläche konstant bleibt.

Selbstzentrierend spannen

Durch das selbstzentrierende Spannen des Klöpperbodens im Spannfutter ergibt sich automatisch der Nullpunkt, so dass die zeitaufwändige Bestimmung des Nullpunktes nicht erforderlich ist. Die Daten für den jeweiligen Brennschnitt werden über ein makrobasierendes, von Müller Opladen entwickeltes Softwaresystem an die CNC-Achsen geliefert.

Die Dateneingabe in die Software kann online direkt an der Maschine durch Parametereingabe, offline an einem externen Arbeitsplatz oder über eine CAD-Datenkonvertierung erfolgen. Darüber hinaus können auch viele Schnitte hintereinander in einer Abfolge nach einem Verschachtelungssystem erfolgen.

Die Maschine kann mit einen Tintenstrahldrucker ausgerüstet werden, der mit dem Messsystem der Maschine kommuniziert. Über die Positionsdaten der Maschine fährt der in der Nähe des Schneidkopfes angebrachte Druckkopf in diverse Positionen am Rohr, Behälter oder Klöpperboden, um dort Beschriftungen oder Markierungen anzubringen. Die Montagemarkierungen sind für das spätere Einschweißen der Stutzen oder anderer Bauteile sehr hilfreich. Das Markiersystem kann ebenfalls Daten aus CAD-Systemen übernehmen.

»Kunden, die unsere Hybridmaschine einsetzen, sprechen von einem großen Mehrwert. Außerdem amortisiert sich die Maschine nach Aussagen unserer Kunden in einem Jahr«, zeigt sich Geschäftsführer Ralf Hamacher begeistert. »Ein Kunde in den USA hat ermittelt, dass die Hybridmaschine seine Produktivität um das Zehnfache gesteigert hat im Vergleich zum manuellen Schneiden von Klöpperböden und den dazugehörigen Stutzen. Er würde unsere Anlage sofort wieder kaufen«, fügt Hamacher hinzu.

Erschienen in Ausgabe: 02/2017