CLC entwickelt modernen Messer-Slotter mit FANUC CNC

Aufgabe: Austausch eines herkömmlichen mechanischen Schlittens gegen eine CNC, um einen flexibel einsetzbaren und technisch fortschrittlichen Messer-Slotter zu erhalten.

Lösung: Einsatz einer FANUC CNC des Modells 31iB zur Steuerung eines hochpräzisen und vollständig elektronischen Führungssystems auf der Maschine.

Ergebnis: Die erweiterten Steuerungsfunktionen der 31iB haben CLC geholfen, einen der flexibelsten und produktivsten Zahnformfräser der Welt zu entwickeln.

Flexible und hochproduktive Zahnformfräser

Die erweiterten Steuerungsfunktionen der FANUC CNC 31uB haben CLC geholfen, einen der weltweit flexibelsten und produktivsten Zahnformfräser zu bauen. Elektronische Schlitten ermöglichen hohe Produktivität selbst bei Schrägverzahnungen.

Es gibt weltweit nicht viele Hersteller von Wälzsystemen oder Verzahnungen. Der Grund dafür ist einfach: Es handelt sich um einen der schwierigsten Prozesse im Bereich Zerspanung, bei dem hohe Präzision bei der Erstellung des gewünschten Profils mit hoher Produktivität und flexibler Nutzung kombiniert werden muss. Tatsächlich finden sich Zähne unterschiedlichster Arten, Formen und Größen in mechanischen Übertragungssystemen. Das Zahnrad gehört zu den wichtigsten Komponenten eines Systems, da die Funktion des Endprodukts davon abhängt. Daher ist bei Zahnrädern höchste Qualität essenziell.
Das Unternehmen CLC aus der norditalienischen Region Emilia Romagna ist auf dem internationalen Markt praktisch einzigartig. Es gehört zu den sehr wenigen Unternehmen weltweit, die alle Maschinenarten zur Herstellung von Verzahnung anbieten: Zahnradfräser mit horizontalen und vertikalen Achsen, Messer-Slotter und Anpassungen für Zahnräder und Madenschrauben.
Die Firma wurde vor über 30 Jahren als ein Spezialunternehmen für Nachrüstungen gegründet. In den vergangenen 20 Jahren hat sich CLC dann zu einem Hersteller von Werkzeugmaschinen für die Zahnradherstellung gewandelt. Damit machte das Unternehmen zunehmend auf sich aufmerksam – zunächst auf dem italienischen Markt und dann im Ausland. Obwohl die Konkurrenz durch große multinationale Unternehmen stark ist, konnte CLC wachsende Erfolge verzeichnen. Viele wichtige Aufträge in Europa und Asien und später der Ausbau der Präsenz auf dem amerikanischen Markt belegen dies. Die Produktionsanlagen wurden auf eine Fläche von über 6000 qm erweitert.

Der Mehrwert von Flexibilität

„Eine der Stärken von CLC war schon immer die Flexibilität“, erklärt uns der Gründer Roberto Cervi. „Wir beschränken uns nicht auf die Herstellung von einem Maschinentyp für eine bestimmte Zahnradbearbeitung. Im Laufe der Zeit ist es uns gelungen, das gesamte Lösungsspektrum für Hersteller von Verzahnungen und Zahnrädern abzudecken – von der typischen Massen-/Serienproduktion im Automobilsektor bis zur Produktion kleiner bis mittelgroßer Chargen mit einem hohen Maß an Variabilität, die typisch für spezialisierte Aufgaben von Drittanbietern ist. Wir bieten also alle wichtigen „Plattformen“ für die Verzahnungsbearbeitung. Von Zahnformfräsern bis zu Messer-Slottern, die sich durch zahlreiche Zubehörteile und Varianten anpassen lassen und so unsere Kunden produktiver und flexibler machen.“
Mit den CLC-Maschinen können viele verschiedene Maße verarbeitet werden. Maschinen mit vertikaler Achse eignen sich für Durchmesser von 100 mm bis 2000 mm mit Modulen bis 30 mm. Auf Maschinen mit horizontaler Achse lassen sich Teile mit einem Durchmesser von bis zu 500 mm und einer Länge von bis zu 3000 mm bearbeiten.
Cervi erklärt: „Unser Ziel war es stets, flexible und äußerst leistungsfähige Maschinen zu bauen. Daher haben wir uns bei der Gestaltung unserer Werkzeugmaschinen auf überragende mechanische Eigenschaften aber auch die elektronische Automation konzentriert. Beispielsweise sind wir einer der wenigen Hersteller, die den Kunden eine komplette Arbeitsstation mit automatisierten Systemen und einer automatischen Be- und Entladung von Teilen anbieten kann. Wir bieten alle unsere Kenntnisse und Erfahrungen im Verzahnungsbereich, damit wir für unsere Kunden die erste Anlaufstelle bleiben. Unsere Maschinen wurden beispielsweise so entwickelt, dass sie sich problemlos mit anthropomorphen Robotern und anderen automatisierten Bearbeitungssystemen für Teile und Zubehör kombinieren lassen. Wir haben dabei sehr erfolgreich mit FANUC zusammengearbeitet. Der Automatisierungsspezialist lieferte nicht nur CNCs, sondern auch mehrfach anthropomorphe Roboter, die wir in unsere Maschinen integrierten, um äußerst produktive und flexible Arbeitsstationen zu erhalten. Wir bieten unseren Kunden mit dem Automationspaket von FANUC eine Alternative, die in verschiedenen Marktbereichen sehr geschätzt wird. Verschiedene Applikationen lassen sich so sehr wettbewerbsorientiert realisieren.“

Ein einzelner Slotter für jede Art von Verzahnung

Eine der neuesten innovativen und technisch ausgereiften Maschinen von CLC ist der Messer-Slotter CLC 200-SZ mit elektronischem Führungssystem. Die Besonderheit dieser universellen Maschine, die zur Herstellung von Verzahnungen mit einem maximalen Durchmesser von 250 mm und einer Nutzlänge von 100 mm verwendet wird, ist das hochpräzise und vollständig elektronische Führungssystem, das den traditionellen mechanischen Führungsschlitten ersetzt.
„Durch den Austausch des teuren mechanischen Schlittens durch einen Stangen- und Kurbelmechanismus, der direkt CNC-gesteuert wird, können wir schräge Verzahnungen mit großer Flexibilität und geringeren Betriebskosten verarbeiten. Die Kunden benötigen keine mechanischen Schlitten mehr, die für jede Art der Verzahnung angepasst sind. Dadurch fallen die hohen Kosten des Schlittens selbst weg, aber auch die Stunden, die für die Montage und Demontage anfielen, wenn sich die Art der Bearbeitung geändert hatte. Die elektronisch gesteuerte Führung unseres Messer-Slotters ist universell. Mit den einfachen geführten Parametereinstellungen auf dem Bildschirm der CNC kann der Bediener die Art des Prozesses im Handumdrehen ändern. Dabei muss kein Kompromiss bei der Produktivität eingegangen werden. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Maschine, die 750 Messerschläge pro Minute bei den Helixverzahnungen erreicht, ist fast so schnell wie eine der schnellsten spezialisierten Maschinen mit nur einem Einsatzbereich. Unsere CLC 200-SZ ist daher eine wirklich universelle Maschine, die perfekt für die Anforderungen von Zulieferern geeignet ist, die die Produktionsart häufig ändern müssen. Sie ist in der Lage, Zahnräder, Wellen, Stangen, Kegel oder schraubenförmige Elemente zu verzahnen – teilweise mit mehreren Phasenschnitten. Sie kann mit einer Vielzahl an Geräten und optionalen Zubehörteilen ausgerüstet werden, wie einem elektronischen Phasensetzer, einem Entgratungswerkzeug, einem zweiköpfigen Werkzeug und vielem mehr.“
Das elektronische Steuerungssystem basiert auf den modernsten Funktionen der FANUC CNC. Hier kann das Modell 31iB mit einem anthropomorphen Roboter für das automatische Be- und Entladen (meistens das Modell M-710iC/50) kombiniert werden. „Dadurch, dass CNC und Roboter die gleiche Sprache sprechen, ergeben sich zwei wesentliche Vorteile“, so Cervi. „Auf der einen Seite können die Hersteller einfacher eine Schnittstelle zwischen den beiden Steuerungssystemen erzeugen. Der Endkunde kann dann entweder das Steuerungsfeld der CNC oder einen der Roboter verwenden, um mit der Maschine zu interagieren. Dies ist ein wesentlicher und praktischer Vorteil, insbesondere wenn die Struktur der Maschine eine bequeme Sicht auf den gesamten Arbeitsbereich nicht möglich macht.“

Fortschrittliche Technologie und gemeinsame Entwicklung

In einer Maschine, wie dem Messer-Slotter CLC 200-SZ, kommen alle Technologien zusammen, die sich aus den 30 Jahren Erfahrung auf dem Gebiet der Verzahnung ergeben haben. Forschung und Entwicklung im Bereich der numerischen Steuerungen spielt bei diesem weltweit führenden Hersteller eine große Rolle.
Zur Optimierung des elektronischen Steuerungssystem des CLC 200-SZ-Slotters haben die Entwickler des Unternehmens aus der norditalienischen Region Emilia Romagna eng mit den Technikern aus der italienischen Niederlassung von FANUC zusammengearbeitet. Japanische Spezialisten für Forschung und Entwicklung haben einige der spezifischen Funktionen definiert, die für eine maximale Genauigkeit der Zahnprofile benötigt werden.
Der technologische Kern der FANUC Lösung besteht aus der Kombination eines Hochgeschwindigkeitsprofils über die AICC II-Funktion und einer Lernfunktion, über die die CNC 31iB Hochgeschwindigkeitsprofile erstellt, die mögliche Restabweichungen beim Profil mithilfe von künstlich intelligenten Algorithmen ausgleichen, die von FANUC entwickelt und patentiert wurden. Dann wurden leistungsstarke Platinen zur Steuerung der Achsengeschwindigkeit sowie alle typischen Funktionen, die bereits in den FANUC CNCs vorhanden sind, um die Zahnformfräser zu steuern, verwendet. Dazu zählen etwa die EGB (Electronic Gearbox) und die flexible synchrone Steuerung, um die verschiedenen Achsen untereinander zu synchronisieren.
Zudem haben die CLC-Entwickler zusammen mit der lokalen FANUC daStruktur eine grafische Schnittstelle für das Panel i-Display implementiert, über die die Bediener die Maschine einfach programmieren und die typischen Profile der elektronischen Führung schnell und einfach erstellen können. Natürlich kann der Zugriff auch weiterhin über das Steuerungsfeld des Roboters über eine direkte Verbindung zwischen den beiden Systemen erfolgen. Die Netzwerkverbindung wird über das Ethernet/IP-Protokoll aufgebaut.
Cervi fasst zusammen: „Wir wissen die Arbeitsweise von FANUC schon lange zu schätzen, hauptsächlich aufgrund der direkten Beziehung und der Verfügbarkeit, die schnelle Lösungen für unsere speziellen Anforderungen garantiert. Es ist ein bisschen so, als würden wir alle für das gleiche Unternehmen arbeiten. Auf diese Weise treten wir auch an unsere Kunden heran. Diese wissen das zu schätzen und zeigen ihre Zufriedenheit, indem sie bei jeder Gelegenheit eine weitere Lösung auswählen.“

Verwendete FANUC Produkte