Heller Gen4: Neue Generation bewährter Horizontaltechnik

Die neuen horizontalen Bearbeitungszentren der H-Baureihe von Heller sind seit Februar 2021 als H 2000, H 4000, H 5000 und H 6000 (im Bild) auf dem Markt.

Dr. Manuel Gerst
Entwicklungsleiter bei Heller

„Bei der Gen4 mit der Ausstattungsvariante Speed ist es uns gelungen, die Span-zu-Span-Zeiten um durchschnittlich zehn Prozent zu reduzieren.“

Die neuen horizontalen Bearbeitungszentren in den Baugrößen H 2000, H 4000, H 5000 und H 6000 decken den Hubbereich von 630 mm bis 1.000 mm ab: Die ersten zwei für Werkzeuge mit HSK-A 63, die größeren mit HSK-A 100. In Modulbauweise mit vielen Standardkomponenten konstruiert, haben Anwender zahlreiche Möglichkeiten, die Maschine an ihre jeweiligen Bedürfnisse anzupassen. Grundsätzlich gibt es hinsichtlich der Antriebstechnik zwei Ausstattungspakete: Power und Speed. Power für mittlere Losgrößen und die Bearbeitung von Stahl sowie schwer zerspanbaren Werkstoffen. Speed für die Bearbeitung von Gusseisen, Aluminium und anderen Leichtmetallen in hohen Stückzahlen.

Heller-Spindeln gibt es bei der Gen4 neben den bekannten Ausführungen Power- (PC) und Speed-Cutting (SC) jetzt auch neu als Dynamic-Cutting (DC). Letztere kombinieren hohe Drehmomente mit hohen Drehzahlen.

Fabian Mattes
Vertriebsleiter bei Heller

„Mit unseren Spindeln in Inline-Technik sparen Kunden im Lebenszyklus einer Spindel etwa 30 Prozent der Kosten gegenüber klassischen Motorspindeln.“

Span-zu-Span-Zeiten reduziert

Um bestmögliche Produktivität mit der jeweils benötigten Präzision zu erreichen, hatte das Team von Dr. Manuel Gerst, Entwicklungsleiter bei Heller, mehrere Themen im Blick. Als eines der wichtigsten nennt er die Reduzierung der Nebenzeiten: „Bei der Gen4 ist es uns im Ausstattungspaket Speed gelungen, die Span-zu-Span-Zeiten um durchschnittlich zehn Prozent zu reduzieren. Entscheidend sind unter anderem schnelle Positionierzeiten. In Feldtests konnten wir auch Verbesserungen der Zykluszeiten von rund sieben Prozent nachweisen.“

Als hilfreich erweist sich hierbei auch der neue Technologiezyklus AutoSet für eine gewichtsabhängige Dynamikanpassung der Z- und B-Achse, der im Ausstattungspaket Speed enthalten ist. Damit lässt sich in direkter Korrelation zur Zuladung bestmögliche Achsdynamik erreichen. Darüber hinaus optimierten die Entwickler den Werkzeugwechselablauf, um Zeitvorteile auch bei mittleren Werkzeuggewichten zu erreichen und verkürzten zudem die Spindelhochlaufzeiten. Diese liegen jetzt je nach Spindelgröße zwischen rund 1,4 und 2,6 Sekunden.

Eine neu entwickelte Rundtischstruktur mit hochsteifen Lagern trägt zur hohen Stabilität der H-Maschinen bei.

Inline-Spindel in drei Varianten

Gleichzeitig gelang es Heller, die Hauptzeiten seiner vierten Generation der Baureihe H zu verbessern. Als entscheidend hierfür nennt Gerst in erster Linie das Herz der Maschine – die Spindel. Diese Eigenentwicklung gibt es bei der Gen4 in drei Varianten: als Power (PC), Speed (SC) und neu als Dynamic Cutting (DC). Alle Spindeln sind mit HSK-A 63 oder HSK-A 100 Schnittstelle verfügbar. Dabei kombinieren insbesondere die DC-Einheiten hohe Drehmomente mit hohen Drehzahlen – die DC 63 i leistet 16.000 min-1 und 180 Nm, die DC 100 i erreicht 12.000 min-1 und 400 Nm. „Wer noch höhere Drehmomente braucht, kann übrigens nach wie vor für die H 5000 und H 6000 auf unsere klassischen Getriebespindeln zugreifen, die es mit bis zu 2.292 Nm gibt“, ergänzt Gerst.

Allein die hohen Kräfte der Spindel und die extreme Dynamik der Achsen reichen jedoch nicht aus, um die Produktivität der Maschine in der Praxis zu erhöhen. Dazu braucht es auch eine entsprechende Stabilität und das richtige Dämpfungsverhalten. Vor diesem Hintergrund ist die klassische Bauweise mit Doppelantrieb in Z geblieben und wurde in vielen Details weiter optimiert.

Heller reduziert in seiner neuen 4-achsigen Baureihe H Gen4 die Nebenzeiten und steigert gleichzeitig die Fräsleistung – in Aluminium ebenso wie in Stahl.

High-Accuracy und U-Achse als beliebte Optionen

Dank zahlreicher Neuerungen erreichen die Maschinen der H-Baureihe bereits hohe Grundgenauigkeiten und Oberflächengüten. In Kombination mit dem optionalen High-Accuracy Paket können diese Werte nochmal gesteigert werden. Zudem lassen sich selbst etwaige Temperaturschwankungen einfach und schnell ausgleichen. Die beiden Software-Features AutoCal und AutoLin passen die Geometrie der Achsen in wenigen Minuten den aktuellen Gegebenheiten an.

Mit der integrierbaren U-Achse des Heller Planzugsystems sind Anwender darüber hinaus in der Lage, Konturdrehaufgaben an ihren Bauteilen mit aussteuerbaren Werkzeugen zu erledigen. Eine Option, die laut Fabian Mattes, Vertriebsleiter bei Heller, häufig gewünscht wird: „Damit entfällt in der Serienfertigung mitunter der sonst notwendige Wechsel auf eine Drehmaschine, was enorm viel Zeit und damit Kosten spart.“

Reduzierte Life-cycle Kosten

„Bares Geld sparen Anwender zudem durch reduzierte Life-cycle Kosten“, betont Mattes. Dies erreichen die Maschinen auf unterschiedliche Weise. Den Entwicklern ist es beispielsweise gelungen, den Energieverbrauch in der neuen H-Baureihe zu senken. Drehzahlgeregelte Pumpen im Hydraulikaggregat und im Hochdruckbereich der Kühlmittelanlage, smarte Abschaltstrategien von Energieverbrauchern sowie die Nutzung der Maschinenabwärme durch optionale Wasser-Wasser Kühlaggregate und vieles mehr sorgen für einen geringen Energiebedarf.

Wartungs- und Servicearbeiten lassen sich zudem noch schneller erledigen. Hierfür spielt die gute Zugänglichkeit zu allen Aggregaten eine zentrale Rolle. Als Beispiel schildert Fabian Mattes den einfachen Spindeltausch mit dem Heller Nullspindelsystem: „Unsere Nullspindeln lassen sich in rund einer Stunde tauschen, da nur der mechanische Teil ersetzt werden muss. Der Motor bleibt. Ergo sparen unsere Kunden im Lebenszyklus einer Spindel etwa 30 Prozent der laufenden Kosten gegenüber klassischen Motorspindeln. Dabei sind die kürzeren Stillstandzeiten noch gar nicht eingerechnet.“

Übersichtliches Benutzerkonzept

Das in Pultausführung gestaltete Hauptbediengerät mit Doppelschwenkhalterung ist seitlich neben der Arbeitsraumtür mit großer Sichtscheibe angebracht. So hat der Maschinenbediener gleichzeitig den Bildschirm und den Arbeitsraum im Blick. Über die Arbeitsraumkamera WorkCam kann der Bediener beim Einfahren der Prozesse auf dem 24“ Bildschirm das Geschehen in allen Bereichen des Arbeitsraums verfolgen. Die Multi-Touchtechnologie sowie die zusätzlichen Hardkey-Tasten und drei Potenziometer zur Drehzahl-, Vorschub- und Eilgangregulierung erhöhen das Bedienkomfort weiter und erleichtern das Einrichten und den Betrieb der Maschine.

Fokussiert auf die Ergonomie, entwickelte Heller neben dem Hauptbediengerät auch andere Arbeitsbereiche des Bedieners weiter und wertet diese auf – optisch und praktisch. Ein kompaktes, berührungssensibles Bedienfeld mit den wichtigsten Funktionen, die niedrige Ladekante, kurze Überhänge und die Belademöglichkeit von Oben erleichtern die Arbeit am Werkstückrüstplatz. Eine integrierte LED-Beleuchtung der Rüstplätze und im Arbeitsraum sind Standard.

Industrie-4.0 Features

Nicht neu aber deutlich ergänzt und von mehr als 80 Prozent der H-Baureihen-Kunden als Option genutzt, sind vielfältige Industrie-4.0 Features, die Heller unter dem Produktnamen HELLER4Industry anbietet. All diese HELLER4Industry Features können direkt an der Maschine, im Firmen-Netzwerk oder über das Internet angezeigt werden. Die Konnektivität zu MES- und ERP-Systemen wurde mit umati über eine OPC-UA-basierte Kommunikation erweitert, was die Integration ins Firmennetzwerk vereinfacht. Anwender, die zusätzlich die Option Heller Services Interface (HSI) nutzen, erhalten als Web-Browser-Lösung einen sicheren und an jedem Ort verfügbaren Zugang zu ihren Produktions- und Instandhaltungsdaten.