WFL M80X: Technologievielfalt der Extraklasse

Vielfalt im Fertigungsspektrum: Mit dem vorhandenen Maschinenpark können sowohl Futterdrehteile bis 2.400 mm Durchmesser als auch Wellen bis zu einer Länge von 6.000 mm und einem Durchmesser von 1.000 mm gefertigt werden.

Kersten Maschinenbau beliefert vorwiegend Kunden in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Die Teile, die gefertigt werden, sind aber dennoch weltweit stark verbreitet. Der Kundenkreis reicht vom Maschinenbau bis hin zu Druckmaschinenherstellern. „Die breite Verteilung erlaubt Flexibilität und Sicherheit. Als Zulieferer haben wir ein breites Kundenspektrum, aus dem ein äußerst buntes Teilespektrum resultiert. Um dieses umzusetzen, haben wir eine hohe Fertigungstiefe mit Zuschnitt von Rohteilen, Schweißerei, Wärmebehandlung bis zur Baugruppenmontage. Mit drei hochgenauen Koordinatenmessmaschinen wird sichergestellt, dass alle gefertigten Bauteile auch gemessen und mit Protokollen ausgeliefert werden können. Kernstück der Fertigung bilden die mechanischen Abteilungen mit Dreh-Bohr-Fräs-Komplettbearbeitung sowie Schleiferei mit Rund- und Flachschleifmaschinen. Alle Maschinen sind mit vielen Optionen ausgestattet, um somit möglichst flexibel auf neue Kundenteile reagieren zu können“, schildert Udo Kersten, CEO von Kersten Maschinenbau.

Auf der neuen Komplettbearbeitungsmaschine M80X MILLTURN, welche eine Bearbeitungslänge von 4.500 mm aufweist, sind tiefen Innenbearbeitungen keine Grenzen gesetzt.

Udo Kersten
CEO von Kersten Maschinenbau

„Die vielen Vorteile der Komplettbearbeitung haben uns bereits mit der Anschaffung der ersten Komplettbearbeitungsmaschine überzeugt. Wir haben gesehen, dass es gegenüber der klassischen Fertigung große Vorteile mit sich bringt.“

Die Welt der Komplettbearbeitung

Eine der neuesten Maschinenzugänge ist die M80X MILLTURN mit 4.500 mm Spitzenweite. Die Hauptanforderungen an das neue Modell waren schlicht und ergreifend Flexibilität und Präzision. Angefangen vom Pick-up-Magazin, einer selbstzentrierenden Lünette mit großem Spannbereich bis hin zum erweiterten X-Verfahrweg werden die verschiedensten Bearbeitungsmöglichkeiten abgedeckt.

Zu den weiteren Anforderungen zählten Stabilität, vielfältige Technologien und die hohe Genauigkeit. Aber auch die Flexibilität, verschiedenste Werkzeuge in den Maschinen anzuwenden, war besonders wichtig. So konnte die MILLTURN durch das gute Werkzeughandling mit der großen Anzahl an Standardwerkzeugen (bis 900 mm Länge) und der Möglichkeit, große Bohrstangen über die Prismenwerkzeugschnittstelle aufzunehmen, punkten. „Die flexiblen Einsatzmöglichkeiten mit dem Prismenwerkzeugmagazin und dem großzügig dimensionierten Werkzeugwechsler erlauben uns hier viele Möglichkeiten“, erläutert Kersten. „Ein weiteres wichtiges Anliegen war obendrein der große Y-Verfahrweg. Letztlich überzeugte jedoch wieder das Gesamtkonzept bzw. -paket, welches sich bereits in den letzten Jahren bewährt hatte.“

Bei Kersten stehen die verschiedensten schwingungsgedämpften Bohrstangen zur Verfügung.

Vibrationsfreie Fertigbearbeitung

„Alle MILLTURN-Maschinenmodelle sind aktuell für die Wellenteilfertigung ausgelegt, wobei auch die Bearbeitung von Futterteilen möglich ist. Der gegenwärtige Fokus liegt in der Bearbeitung von Wellen, Walzen, Buchsen und Spindeln. Hauptsächlich laufen diese Werkstückgattungen auf den MILLTURNs – die verschiedenen Drehlängen-Varianten waren uns dabei wichtig“, berichtet Kersten. Die kleinste Komplettbearbeitungsmaschine, eine M50 MILLTURN, erfüllt mit 3.000 mm Drehlänge ideal die Anforderungen für die darauf zu bearbeitenden Teile.

Bei der letzten Kaufentscheidung spielte die Verstärkung auf Seite der Innenbearbeitungsmöglichkeiten eine große Rolle. Bei der Investition in die M80X MILLTURN wurde eine speziell gedämpfte Systembohrstange für vibrationsfreie Fertigbearbeitung mit angeschafft. Diese ermöglicht den automatischen Wechsel der Werkzeugköpfe an der Bohrstangenspitze und macht damit eine Bearbeitung komplexer Innenkonturen möglich. Umso länger die Bohrstange, desto mehr Z-Verfahrweg wird benötigt. Die M80X MILLTURN mit 4.500 mm Bearbeitungslänge entsprach dieser Anforderung und ermöglicht den Einsatz bis zu 1.700 mm langer und 200 kg schwerer, schwingungsgedämpfter Bohrstangen. Im Vergleich zum Standardmodell der M80 verfügt die M80X über einen um 150 mm verlängerten X-Hub von insgesamt 1.050 mm. Der längere X-Hub ermöglicht vor allem bei tiefen Querbohrungen den Einsatz von langen Werkzeugen.

Aktuell werden auf der M80X MILLTURN Bauteile aus der Textilbranche gefertigt, im Speziellen dienen die Werkstücke der Garnherstellung in Textilmaschinen. „Dort fertigen wir mit langen schlanken Bohrstangen Werkstücke, die sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Rundläufe aufweisen. Eine besonders hohe Anforderung an die Innenbearbeitungskontur ist dabei ebenso gefragt“, erklärt Kersten. Ende des Jahres 2020 wurde die M80X MILLTURN mit der Fertigung von Bauteilen für Garnwickler in Betrieb genommen.

Die kleinste Komplettbearbeitungsmaschine in den Kersten Produktionshallen ist eine M50 MILLTURN, welche mit 3.000 mm Drehlänge ideal die Anforderungen für die darauf zu bearbeitenden Teile erfüllt.

Technologische Flexibilität

Technologisch gesehen werden jegliche Arten mechanischer Bearbeitung, z. B. auch Innennuten, Stirnverzahnungen und Steckverzahnungen, ausgeführt. Außenverzahnungen werden dabei gefräst und die Innenverzahnungen gestoßen. Beim Verzahnungsfräsen kommen die Vorteile des MILLTURN-Fräseinheit-Konzeptes mit drehmomentstarker Getriebespindel voll zum Tragen. Einerseits steht beim Vorbearbeiten mit großen Werkzeugen ein hohes Drehmoment bei gleichzeitig hoher Leistung zur Verfügung, andererseits sorgen die hohen Drehzahlen beim Finishen der Verzahnungen für kurze Bearbeitungszeiten. Der technologisch ideale Drehmoment-Leistungsverlauf der Fräseinheit sorgt in jedem Drehzahlbereich für optimale Schnittbedingungen. In Kombination mit der FLANX-Verzahnungssoftware von WFL ergibt sich eine flexible und produktive Lösung.

An der M50 MILLTURN kommt ein von Kersten selbst entwickeltes Stoßwerkzeug bei einer 800 mm tiefen Nut zum Einsatz. „Aufgrund der Stabilität der MILLTURN-Maschinen kann man solche Dinge immer wieder ausprobieren und umsetzen. Die Maschinen weisen eine große Stabilität auf und sind daher prädestiniert für solchen Anwendungen“, so Udo Kersten. Als Zulieferer variieren nicht nur das Werkstücksortiment, sondern auch die Losgrößen. Die gängigsten Losgrößen liegen zwischen 20 und 100 Stück. Die flexible und kundenspezifische Auftragsabwicklung steht im Fokus des Unternehmens. Prinzipiell deckt Kersten Maschinenbau alles ab: Es werden sowohl Einzelstücke als auch große Losgrößen gefertigt.

Die beiden zuletzt angeschafften Maschinen der Typen M50 MILLTURN und M80X MILLTURN stellten eine Erweiterung des Maschinenparks dar. Seit 2013 arbeitet auch eine M120 MILLTURN mit 6.500 mm Drehlänge zuverlässig in drei Schichten. Bis dato wurde noch keine Maschine ausgesondert. Bei den Anschaffungen handelte es sich immer um eine Kapazitätserweiterung, immer mit dem Blick darauf, die zusätzlichen, technologischen Möglichkeiten der neueren Maschinenmodelle auszuschöpfen. „Hier war uns der technologische Fortschritt wichtig. Immer am neuesten Stand der Technik zu sein, ist für uns entscheidend“, betont Kersten.

Von der Programmierung bis zur Fertigung

Die Programmierung und Simulation der Werkstücke erfolgt bei Kersten mit TopSolid CAM. Die 3D-Modelle der Maschinen stellt WFL zur Verfügung und können virtuell im TopSolid CAM abgebildet werden. Der vorhandene Postprozessor dient dabei als Bindeglied, die Programme von TopSolid CAM in die von der Steuerung benötigten ISO-Codes umzuwandeln. Zwei Programmierer arbeiten aktuell an den MILLTURNs.

Um eine Simulation genau ablaufen zu lassen, sind viele Dinge notwendig: Angefangen vom Maschinenmodell, Spannmittel, die Rohteil- bzw. Bauteildaten und Werkzeuge. Im Hause Kersten läuft bereits seit geraumer Zeit ein großes Projekt hinsichtlich Digitalisierung. Dabei wird die gesamte Werkzeugorganisation optimiert, um alle dafür notwendigen 3D-Modelle zur Verfügung zu haben. Die Herausforderung ist dabei, über 20.000 Werkzeugartikel zu erfassen, davon lassen sich in etwa 150.000 Varianten an Komplettwerkzeugen generieren. Aktuell ist Kersten mit der Digitalisierung der Werkzeugdaten sehr weit vorangekommen. Im CAM-System können letztlich die 3D-digitalisierten Werkzeuge geladen und die Simulation im Programm erstellt werden.

Nicht mehr wegzudenken

Die Komplettbearbeitung erlaubt höhere Genauigkeit und Umspannfehler entfallen. Die Komplexität der Bauteile steigt und kann durch diese Art von Maschinen besser abgebildet werden. Mit fünf verschiedenen Achsen kann in einer Einspannung bearbeitet und interpoliert werden. Die Durchlaufzeiten verkürzen sich, die Liegezeiten entfallen, Lagerplätze werden eingespart und letztlich wird der Durchlauf schneller und effizienter. „Die vielen Vorteile der Komplettbearbeitung haben uns bereits mit der Anschaffung der ersten Komplettbearbeitungsmaschine überzeugt. Wir haben gesehen, dass es gegenüber der klassischen Fertigung große Vorteile mit sich bringt“, so Kersten abschießend.