Im Dreiviertelminutentakt

Technik

Besondere Ideen erfordern besondere Lösungen – nach dieser Devise hat HK-Con Maschinenbau eine modular aufgebaute, flexibel nutzbare Maschine zur effizienten Rohrendenbearbeitung entwickelt. Schunk liefert die Greifer.

29. August 2016

Wellen, Rohre, Bohrgestänge, Lenkstangen, Kolbenstangen – das Einsatzspektrum der Rohrenden-Bearbeitungsmaschine von HK-Con ist extrem breit. Kein Wunder: Ohne die Maschine umzustellen und ohne Backentausch lassen sich Rohrlängen von 400 bis 2.700 mm und Durchmessern von 36 bis 63 mm bearbeiten. Variieren die Teile, müssen lediglich die Werkzeuge und das Programm geändert werden. »Mit Modifikationen ist es möglich, dasselbe Maschinenkonzept für 400er-Rohre oder Längen über 6 m zu realisieren«, erläutert HK-Con-Geschäftsführer Walter Kraft.

Über eine Zuführung werden die Rohre bereitgestellt, per Roboter mittig aufgelegt, gegen einen Anschlag gefahren, nach dem Prinzip einer Taktstraße von jeweils drei Schunk-PGN-plus-Universalgreifern von Station zu Station übergeben und in speziell für die Anwendung modifizierten Schunk-Kraftspannfuttern präzise zentrisch gespannt. An den HK-Con-eigenen Bearbeitungsmodulen, die sich auch in anderen Maschinenkonzepten bereits vielfach bewährt haben, werden die Teile je nach Anforderung gebohrt, geplant, gedreht und gefräst sowie mit Quernuten, Schlitzen oder Gewinden versehen. Sobald die erste Seite in beispielsweise fünf Stationen fertig bearbeitet ist, folgt unmittelbar mit dem nächsten Takt die Übergabe an die Bearbeitungsmodule der zweiten Seite.

Optimierte Spannblöcke in zentraler Funktion

Damit der Transfer und Bearbeitung der Rohre im voll automatisierten Betrieb nicht ins Stocken geraten, hat HK-Con die Maschine mit einer Vielzahl von Schunk-Greifern und Spannmitteln ausgestattet. Herzstück sind zehn zentrisch spannende Hochleistungskraftspannblöcke.

»Wir benötigen eine hohe Spannkraft, um die Rohre sicher zu halten, und zugleich einen großen Hub, um ein möglichst großes Teilespektrum abzudecken«, betont Walter Kraft. Vor allem beim Aufbohren, Gewinden und Planen seien hohe Spannkräfte erforderlich, damit die Rohre bei der Bearbeitung nicht rotieren oder ihre axiale Position verändern. In intensiver Detailarbeit hat das Team am Schunk-Kompetenzzentrum für Drehtechnik und Stationäre Spannsysteme in Mengen individuell für die Anwendung bei HK-Con ein schmales, stationäres Kraftspannfutter mit hoher Spannkraft und zugleich großem Backenhub realisiert. Basis war das Zweibacken-Drehfutter Schunk Rota 2B-400.

Erstmals ist es mit dem Futter möglich geworden, eine kraftvolle und zugleich variable Spannung von Rohrenden auf engem Raum zu realisieren, ohne dass ein Umbau des Spanners erforderlich ist. Lange Kolbenführungen gewährleisten eine präzise Werkstückzentrierung; lange Grundbackenführungen eine optimale Backenabstützung. Die Spannung erfolgt fast unmittelbar im Bereich der Führung, so dass ein optimales Verhältnis aus langer Füh-rungsbahn und kurzem Hebel der Spannbacke ermöglicht wird.

Justierbare Messingabstreifleisten dichten die Grundbacken ab und schützen das Innenleben vor Spänen, Partikeln und Kühlschmierstoffen. Allseitig gehärtete und geschliffene Funktionsteile gewährleisten Präzision und Lebensdauer der Kraftspannblöcke. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: 50.000 N Spannkraft bei 26 mm Hub pro Backe und kompakter Bauweise definieren laut Schunk »ein neues Maß hinsichtlich der Kombination aus Backenhub, Spannkraft und Bauraum«.

Synergie aus Spanntechnik und Greifsystemen

Nach Aussage von Walter Kraft waren vor allem Schunks Zuverlässigkeit und Kompetenz ausschlaggebend für die Entscheidung, wem man das Projekt anvertraut. Schon mehrfach habe HK-Con in enger Abstimmung mit Schunk-Fachberater Bernhard Ferenz innovative Lösungen realisiert. »Wir waren überzeugt, dass Schunk Spannstöcke mit so großem Hub und so großer Spannkraft realisieren kann«, so Kraft.

Zusätzlich profitiert HK-Con von der einzigartigen Synergie aus Spanntechnik und Greifsystemen, wie sie Schunk bietet. So werden in einer Rohrenden-Bearbeitungsmaschine mit zweimal fünf Bearbeitungsstationen neben den zehn individuell entwickelten Schunk-Kraftspannfuttern 20 abgedichtete Universalgreifer PGN-plus 200 zur unterstützenden Werkstückspannung, 36 federbetätigte PGN-plus 200 als Hebeeinrichtung sowie zwei PGN-plus 200 für das Rohrhandling zwischen linker und rechter Rohrbearbeitung verwendet.

»Wir nutzen an jeder Station jeweils drei Schunk-Greifer für den Transport und jeweils zwei abgedichtete Schunk-Greifer für die unterstützende Werkstückspannung«, erläutert Walter Kraft. Sämtliche Greifer und Spannblöcke sind mit Prismenbacken ausgestattet, die eine zentrische Spannung gewährleisten und einen großen Durchmesserbereich abdecken. Zusätzlich zu den 50.000 N Spannkraft des Spannblocks kommt über die beiden Stützgreifer nochmals rund 7.000 N Spannkraft.

Prozesssicherheit und Flexibilität im Fokus

»Für unsere Maschinen gilt das Prinzip ›besser sicherer als günstiger‹, denn die Prozesssicherheit ist absolut entscheidend«, unterstreicht Walter Kraft. »Oder anders ausgedrückt: Die Anlage muss einfach laufen.« Konsequent achtete HK-Con auf einen abgedichteten Arbeitsraum, auf abgedichtete Greifer und robuste Spannmittel. Sowohl die Spannblöcke als auch die Achsen verfügen über eine Zentralschmierung, und die meisten Antriebsmotoren sind wassergekühlt. Zudem ist die Maschine so ausgelegt, dass sich Späne nicht verfangen und gut abgeführt werden. Damit die Rohre frei von Spänen sind, werden sie während der Bearbeitung von hinten gespült. »Bis auf Werkzeug- und Programmwechsel ist im Regelbetrieb kein Bedienereingriff nötig«, betont Kraft.

Insgesamt 31 NC-Achsen gewährleisten eine maximale Flexibilität in der Prozessgestaltung und beim Teiletransport. So können die Beschleunigung, die Geschwindigkeit und die Abholhöhe je nach Werkstück individuell variiert werden. Damit die axiale Position der Rohre zuverlässig erhalten bleibt, sind sie im laufenden Prozess permanent von einem oder mehreren Spannmitteln gespannt. Selbst beim Umsetzen von der Bearbeitung der linken auf die rechte Seite ist die Position exakt definiert. Dank des modularen Aufbaus kann die Zahl der Bearbeitungsstationen, der Werkzeuge und Achsen je nach Anforderung modular erweitert oder reduziert werden.

Erschienen in Ausgabe: 05/2016