Automotive-Zulieferern steht mit der iQ500 erstmals ein Mikrozentrum zur Herstellung von Werkzeugen für Frontscheinwerfer zur Verfügung. Auch für andere High-End Anwendungen ist die iQ500 erste Wahl. So ersetzt sie etwa das Koordinatenschleifen.

 

Kirchheim unter Teck, 18. Juli 2016. – Die iQ500 ermöglicht es, sicher und schnell bei geringstem Werkzeugverschleiß im Ultrapräzisionsbereich zu fräsen, bohren und zu schleifen. Insbesondere für optische Anwendungen lässt sich mit einer speziellen Technologie, dem sogenannten „Mirror Surface Finishing“, jegliche manuelle Polierarbeit vermeiden – mit dem entsprechenden Gewinn an Prozesssicherheit und Genauigkeit. Auch die Bearbeitung von Hartmetallen ist problemlos und prozessstabil möglich.

Im Bereich des hochgenauen Schnittwerkzeugbaus substituiert die iQ500

die sonst hierfür verwendeten Koordinatenschleifmaschinen. Mit der optionalen „i-chopping“ – Funktion lässt sich auch das Pendelhubschleifen ersetzen. Fräsen und Koordinatenschleifen lassen sich somit in einer Aufspannung erledigen, ohne den üblichen Zeitverlust und vor allem mit höchst möglicher Genauigkeit. Schließlich wird der Umspannfehler vermieden, der sonst beim Wechsel zwischen den Technologien entsteht.

Die größere Schwester der bereits etablierten Makino iQ300 ermöglicht es nun endlich mit ihren 50% mehr Verfahrweg in allen Achsen, große Werkstücke in bis dahin unerreichter Präzision und Oberflächengüte fertigen zu können.

Reduzierung von Nacharbeit

Das Gesamtkonzept dieser Maschine zielt auf die möglichst vollständige Eliminierung der manuellen Nacharbeit ab. Werkstücke kommen einsatzfähig direkt von der Maschine – einpassen, angleichen, touchieren und polieren werden unnötig.

Diese Prozesssicherheit in Verbindung mit einer unerreichten Bearbeitungsqualität reduziert so Durchlaufzeiten, sichert die Liefertreue und  macht die Kosten kalkulierbar, alles Faktoren die in hohem Maße die Wettbewerbsfähigkeit heutiger moderner Werkzeugbauunternehmen ausmachen. 

Der nächste Evolutionsschritt im Spindelbau

Die jahrzehntelange Erfahrung von Makino im Spindelbau hat es ermöglicht, für die iQ-Serie eine kerngekühlte Frässpindel zu entwickeln, die bei bis zu 45.000 Umdrehungen pro Minute äußerst temperaturstabil und vibrationsarm bleibt – auch bei sonst kritischen Langzeitbearbeitungen. Die konstante Lagervorspannung sowie die Schmierung des Lagerinnenrings mit der von Makino patentierten „Under Race Lubrication“ stellt einen perfekten Rundlauf und eine hohe Steifigkeit verbunden mit einer außergewöhnlich hohen Lebensdauer der Spindel sicher. Sowohl die extreme Laufruhe mit einer Spindelvibration kleiner 1 µm bei 45.000 min-1 als auch die Steifigkeit hat weiter einen großen Anteil an den erzielbaren Oberflächenqualitäten und der Standzeit der eingesetzten Werkzeuge.

Überragender mechanischer Aufbau

Der bewährte Aufbau in überhangfreier C-Ausführung mit der Y-Achse im Tisch sowie der X- und Z-Achse am Ständer sorgt im gesamten Verfahrbereich für gleichbleibend hohe Schneidleistungen und Oberflächengüten. Die iQ500 wird geometrisch hochgenau gefertigt und montiert. Makino geht dabei an die Grenzen des mechanisch in der Fertigung machbare, um keine elektronische Kompensation der Geradheit oder Rechtwinkligkeit durchführen zu müssen. Die Verwendung von Meehanite-Qualitätsguss für Bett und Ständer gewährleistet diese Genauigkeit über die gesamte Maschinenlebensdauer.

Höchste Laufruhe durch perfekte Antriebe und Führungen

iQ300 und iQ500 werden in allen Achsen durch spezielle Linearmotoren angetrieben. Diese sind doppelt und gegensinnig wirkend ausgeführt, so dass sich unerwünschte magnetischen Kräfte selbst eliminieren und nicht die Führungen oder den Tisch belasten.

Die Rollenführungen selbst sind aufgrund einer Spezialanfertigung von hervorragender Qualität – es wird eine Geradheit der X-Achse von < 3 µm auf 600 mm Gesamtverfahrweg erreicht. Diese Rollenführungen ermöglichen die bei einer derartigen Maschine geforderte Agilität, haben aber ein Dämpfungsverhalten, welches dem von Gleitführungen ebenbürtig ist. Diese hohe Dämpfung unterdrückt Vibrationen, die sich sonst negativ auf die Oberflächengüte und damit auch auf die Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge auswirken.

Effektives Thermomanagement

Die größten Wärmequellen während der Bearbeitung und damit die größten Ursachen für Ungenauigkeiten, insbesondere bei Langzeitbearbeitungen, sind die Frässpindel sowie die Achsantriebe.

Die von Makino ursprünglich entwickelte und konsequent optimierte Kernkühlung der Motorspindel führt jede entstehende Wärme aus Spindelkern und Spindelmantel direkt ab und vermeidet so den schädlichen Wärmeeintrag in das Maschinenbett.

Bereits nach wenigen Betriebsminuten wird ein Zustand der Beharrung erreicht. Dann erfolgt keine weitere Wärmeausdehnung der Spindel mehr, die Spindel verhält sich unabhängig von der Bearbeitungsdauer thermisch stabil. Dieser Zustand der Beharrung wird mit Hilfe der Werkzeuglängenmesssysteme ermittelt und sorgt so für eine Genauigkeit in Z zwischen verschiedenen Werkzeugen von  ± 1 µm und das unabhängig von der Spindeldrehzahl.

Der Achsantrieb in Lineartechnik erzeugt bauartbedingt relativ viel Wärme, die bei der iQ500 in zwei Stufen abgeführt wird. In der ersten Stufe wird die Erwärmung der Spulen direkt an eine Ölkühlung abgegeben, in der zweiten Stufe wird der Guss neben dem Motor auf die Referenztemperatur gekühlt.

Optional kann weiterhin der gesamte Gusskörper verschlossen und mit einem speziellen Kühlmittel gefüllt werden, welches langsam durch Bett und Ständer zirkuliert. Hiermit wird eine bestmögliche Verteilung der Wärme im gesamten Maschinenaufbau erreicht. Dieses Detail stellt eine sehr effektive Methode zur Erzielung einer höchstmöglichen thermischen Beständigkeit über im Werkzeugbau üblich lange Bearbeitungszeiten dar.

In Kombination gewährleisten diese Eigenschaften der iQ-Serie, dass sich die gesamte Werkzeugmaschine in bisher unerreichtem Maße thermisch stabil verhält und damit die Grundvoraussetzung für das Erzielen höchster Genauigkeiten sowohl bezüglich der Kontur wie auch der Oberflächengüte geschaffen sind.

Mirror Surface Finish – Spiegeloberflächen auf Knopfdruck

Die Option „Mirror Surface Finish“ ermöglicht es dem Anwender, die Werkzeuge direkt in der Spindel abzurichten. Mit Hilfe dieser Technologie werden Referenz-Ergebnisse bezüglich Konturgenauigkeit und Oberflächengüte an Werkstücken aus Stahl und Hartmetall erzielt. Spiegeloberflächen bis  Ra < 1 nm sowie 3D-Formgenauigkeit von ±1 µm sind auf Knopfdruck erreichbar – und das mit höchst möglicher Wiederholgenauigkeit. Mit dieser Option kann eine Polierqualität ohne manuellen Eingriff direkt von der Maschine mit bestmöglicher Präzision geliefert werden, eine wichtige Forderung der optischen Industrie. Gleichzeitig reduziert diese Option die Werkzeugkosten drastisch, da diese mehrfach nachgearbeitet werden können.

Integrierte Werkzeugmesssysteme mit µ-Genauigkeit

Die iQ-Serie verfügt standardmäßig über ein von Makino entwickeltes Hybridmesssystem zur Werkzeuglängenmessung. Die Werkzeuge werden taktil mit sehr geringen Kräften vermessen. Selbst die empfindlichen PKD-Werkzeuge lassen sich mit Hilfe des Makino Hybridmesssystems prozesssicher und ohne Gefahr der Zerstörung vermessen. Dieses System hat bei kleinen Werkzeugen unter Durchmesser 0,5 mm den Vorteil der wesentlich besseren Messgenauigkeit gegenüber einem Lasermesssystem. Das Hybridsystem vermisst optional nach der Werkzeuglänge noch die Spindeldehnung bis der Beharrungszustand erreicht ist.

Optional bietet Makino das PTIM-Messsystem (Precision Tool Image Measuring) an, welches mit einer hochauflösenden Kamera arbeitet und sowohl Werkzeuglänge als auch Werkzeugdurchmesser und Spindeldehnung ermitteln kann. Weiterhin wird es dem Bediener mit Hilfe des PTIM-Messsystems ermöglicht, die Kontur des Werkzeuges anhand des Kamerabildes zu überprüfen. Die Wiederholgenauigkeit dieses Systems beträgt ± 0.5 µm.

Einsatz von Luftturbinen ohne Wechselfehler

Optional lässt sich die iQ500 mit bis zu drei Luftturbinen ausstatten, welche Drehzahlen von 80.000 min-1 oder 120.000 min-1 ermöglichen und die automatisch ein- und ausgewechselt werden können. Durch die Verwendung von temperaturkontrollierter Druckluft wird eine hohe Genauigkeit in Z erreicht. Mit diesen Spindeln lassen sich die Bearbeitungszeiten mit allerkleinsten Werkzeugen drastisch reduzieren. Die Werkzeuglängenmesssysteme können mit dieser Option verwendet werden. Der Einsatz der Luftturbinen erfolgt durch diese Kombination an Technologien vollautomatisch und ohne den sonst üblichen spürbaren Wechselfehler.

Anwendungsbereiche

 

Die vertikalen Bearbeitungszentren der iQ-Serie von Makino sind für allerhöchste Ansprüche an Genauigkeit und Oberflächengüte besonders bei harten und sehr harten Werkstoffen ausgelegt. In der HSK-E32 Werkzeugaufnahme können Werkzeuge von 12 mm bis hinunter zu 0,03 mm zum Einsatz kommen. Mit diesen Maschinen sind die Anwender aus den Bereichen Werkzeug- und Formenbau, Stanzwerkzeugbau, Optische Industrie, Medizintechnik und Automotive bestens aufgestellt, um sämtlichen High End Anforderungen zu begegnen.

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