Mit einer speziell für den Eigenbedarf konzipierten Sondermaschine kann der Werkzeugmaschinenhersteller GROB die Bearbeitung von Kreuzschlitten um mehr als das Dreifache steigern. Für die Absicherung der vertikalen Achsen in der Bohreinheit der Maschine setzt das Unternehmen auf Sicherheitsbremsen von mayr® Antriebstechnik. Die spielfreien ROBA®-guidestop Bremsen klemmen direkt auf die Linearführung und bieten damit höchste Sicherheit für Personen und Material.
Maschinen- und Anlagen müssen so konzipiert sein, dass die Personen, die sie bedienen, rüsten oder warten, ihre Aufgaben möglichst gefahrlos durchführen können. Vor allem schwerkraftbelastete Achsen stellen dabei ein erhebliches Gefährdungspotential dar – besonders dann, wenn sich Personen im Gefahrenbereich aufhalten. Um den Werker zuverlässig vor Verletzungen zu schützen, muss die Last – im Falle eines unbeabsichtigten Absinkens oder Absturzes – innerhalb kürzester Zeit zum Stillstand gebracht werden. Dafür sind besondere Schutzmaßnahmen nötig. Der renommierte Werkzeugmaschinenhersteller GROB aus Mindelheim setzt daher in seiner Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung auf Sicherheitsbremsen von mayr® Antriebstechnik. So sorgen neben ROBA®-topstop®– auch ROBA®®-guidestop-Bremsen in den vertikalen Achsen der Bohreinheit für größtmögliche Betriebs- und Funktionssicherheit. „Die Beladung der Maschine erfolgt von Hand. Dafür muss der Werker den Arbeitsraum der Maschine und damit den Gefahrenbereich betreten“, erklärt Peter Vogl, Leiter Konstruktion und Technik bei GROB. „Deshalb haben wir hier mit der ROBA®-guidestop ein zweites, redundantes Bremssystem eingebaut. Schön ist, dass es sich hierbei nicht nur um ein parallel-redundantes, sondern sogar um ein prinzip-redundantes System handelt. Das bietet höchste Sicherheit für den Werker, der in den Gefahrenbereich muss.“
Sicherheit durch direkte Klemmung
Während der Kugelgewindetrieb in den Achseinheiten jeweils mit ROBA®-topstop®-Bremsen zuverlässig abgesichert wird, wirken die ROBA®-guidestop-Bremsen direkt auf die Linearführung. Das bedeutet, sie sind also unmittelbar an den Massen angebracht, die abgebremst beziehungsweise gehalten werden sollen. Antriebselemente zwischen Motor und bewegter Masse wie zum Beispiel Spindel, Spindelmutter, Wellenkupplung oder Getriebe haben somit keinen Einfluss auf die Sicherheit – anders als bei Konzepten mit Motorbremse, wo alle Antriebselemente das Bremsmoment bis zum Schlitten übertragen. Hinzu kommt, dass sich jedes Element zwischen Bremse und Schlitten negativ auf die Steifigkeit auswirkt. ROBA®-guidestop Sicherheitsbremsen sind also erheblich steifer als die spielbehafteten Motorbremsen.
Effizientes Fertigungssystem
Die Sondermaschine zur Kreuzschlittenbearbeitung wurde von GROB entwickelt, um dem stetig steigenden Bedarf an Kreuzschlitten innerhalb der GROB-Gruppe gerecht zu werden. „Das speziell konstruierte Fertigungssystem kommt in unserer Produktion für die Herstellung von Kreuzschlitten für die aktuelle G-Modul-Baureihe zum Einsatz“, erläutert Peter Vogl. Mit diesem System kann alle 180 Minuten ein fertig bearbeiteter, qualitativ sehr hochwertiger Kreuzschlitten die Maschine verlassen. Diese kurze Bearbeitungszeit wird dadurch erreicht, dass immer mehrere Spindeln gleichzeitig an einem Werkstück arbeiten. Konventionelle Maschinen, bei denen die Bearbeitung durch eine schwenkbare Spindel erfolgt, benötigen etwa sieben Stunden.
Sicheres Arbeiten
Das Fertigungssystem ist insgesamt 30 Meter lang und verfügt neben einer Fräseinheit auch über eine Bohreinheit. Die Bohreinheit hat drei Achseinheiten – drei Fahrständer – die jeweils eine GROB-Motorspindel mit dazugehörigem Scheibenwerkzeugmagazin tragen. Die Spindeln lassen sich vertikal verstellen. In der Bohreinheit wird der Kreuzschlitten in zwei Aufspannungen komplett von allen Seiten fertig bearbeitet, gebohrt und mit Gewinden versehen. Die Fixierung des Werksstücks erfolgt über Nullpunktspannung. Die Bohrmaschine wird dabei manuell be- und entladen. „Dazu muss der Werker zwischen Fahrständer und Werkzeug treten und kommt den Spindeln sehr nahe“, beschreibt Peter Vogl die Gefahrensituation. Daher sind neben der ROBA®-topstop® am Kugelgewindetrieb in jedem Fahrständer der Bohreinheit zwei ROBA®-guidestop Sicherheitsbremsen der Baugröße 45 mit einer Nennhaltekraft von je 15 kN verbaut. Bei Not-Aus, Stromausfall oder anderen Fehlerzuständen bieten die Bremsen sichern Halt und sorgen dafür, dass die vertikal verfahrbaren Massen nicht unkontrolliert absinken oder abstürzen. „Mit den Bremsen erfüllen wir alle Richtlinien für Personensicherheit problemlos“, ergänzt Peter Vogl. „Die ROBA-guidestop hat sich in unserer Sondermaschine bewährt und ist eine schöne Lösung, im Besonderen wenn redundante Systeme gefordert werden.“
Sicherheit durch Fail-Safe-Prinzip
Wie die ROBA®-topstop® arbeiten auch die ROBA®-guidestop Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip, das heißt sie sind im energielosen Zustand geschlossen. Bei der ROBA®-guidestop pressen vorgespannte Tellerfedern die Bremsbacken auf die „Taille“ der Profilschiene, die Schiene ist somit geklemmt. Gelüftet wird die ROBA®-guidestop hydraulisch mit einem Nenndruck von 70 bar. Dieser ist im Verhältnis zu den sehr hohen Haltekräften vergleichsweise niedrig. Der Bremsmechanismus ist für relativ große Hubwege ausgelegt. Dadurch kann die Bremse Fertigungstoleranzen bei Profilschienen ausgleichen ohne dabei an Bremskraft zu verlieren. Generell bietet die spielfreie Klemmung der ROBA®-guidestop direkt auf die Profilschiene noch weitere Vorteile: Die zusätzliche Versteifung der NC-Achse erhöht die Prozessgenauigkeit und steigert die Zerspanleistung. Bei stillstehender Achse, zum Beispiel während der Bearbeitung, kann die Bremse die Last übernehmen. Dadurch ist es möglich in dieser Phase den Antriebsmotor abzuschalten und aus der Regelung zu nehmen. Das eliminiert die Regelbewegungen und schont so die Kugelrollspindel. Die geschlossene Bremse nimmt Axialkräfte auf. Standzeit und Wartungsintervalle werden verlängert.
Simone Dauer
