Leistungsfähige CNC-Plattform bietet wirtschaftliche Lösung für Doppelkopf-Brennschneidmaschine

CNC-System steuert 16 Achsen, einschließlich der beiden Autogenschneidköpfe - Oxyser hat eine neue, durch NUMs Axium-CNC-Plattform gesteuerte Doppelkopfmaschine entwickelt, das Verfahren automatisiert und so den Durchsatz seiner Autogen-Stahlschneidmaschine erheblich erhöht. Insgesamt steuert dieser leistungsfähige CNC-Kern 16 Motorachsen und damit die Bewegung eines Portals mit zwei Positionierköpfen, die mit beweglichen Autogenschneidbrennern ausgerüstet sind.

Die Maschine wurde kürzlich im Werk der Grupo Ros Casares in Aviles/Spanien in Betrieb genommen. Dort dient sie zunächst der Fertigung von Stahlplatten, die dann zu Türmen für Windturbinen montiert werden. Die Formplatten werden in der Regel mit abgeschrägten Kanten geschnitten, sodass sie sich vor Ort problemlos zusammenschweißen lassen.

Bei der Maschine, wahrscheinlich der ersten dieser Art, wird die automatische, programmierte Steuerung des Formschneidens in einem Bereich angewandt, der normalerweise durch weitaus einfachere Maschinen bedient wird: Üblicherweise werden nur drei CNC-gesteuerte Achsen verwendet, und die Ausgangspositionierung des Autogenschneidwerkzeugs für lineare Schnitte erfolgt manuell. Das Portal läuft über sehr lange Arbeitstische. Dadurch können unbearbeitete Stahlplatten auf der einen Seite des Portals aufgenommen werden, während die Schneidvorgänge auf der anderen Seite ausgeführt werden. In Kombination mit dem Doppelschneidkopf – wobei sich die Köpfe einzeln oder gleichzeitig in einer Master-Slave-Konfiguration einsetzen lassen – erreicht die neue Maschine mehr als den doppelten Durchsatz.

Oxyser hat die Schneidmaschine der neuen Generation entwickelt, um die Produktivität der Grupo Ros Casares zu steigern. Bei diesem Unternehmen handelt es sich um einen wichtigen Zulieferer von Stahlbauteilen in Spanien und im gesamten Europa, der zahlreiche unterschiedliche Stahlbearbeitungsaufgaben, einschließlich des Schneidens komplexer Formen, ausführt. Obwohl die Funktion der Autogenschneidköpfe der Maschine für das Schneiden abgeschrägter Kanten für die Verkleidung von Windturbinen ausgelegt wurde, kann die Maschine praktisch jede durch ein CAD-Programm definierte komplexe Form schneiden.

Oxyser ist auf die Herstellung von Plasma- und Autogenschneidmaschinen spezialisiert, hat bisher aber in der Regel nur kleinere Systeme mit bis zu fünf Steuerachsen produziert. Dieses Projekt bedeutet für das Unternehmen den Einstieg in den Markt des High-End-Schneidens. Das grundlegende technische Erfordernis zur Erfüllung der Anforderungen dieser Anwendung war ein weitaus leistungsfähigerer CNC-Kern. NUM lieferte die Lösung dazu in Form seiner Axium-Plattform, die über die notwendige Rechenleistung zur Steuerung von 16 Bewegungsachsen verfügt. NUM war auch in der Lage, sämtliche Zusatzgeräte für die Anwendung, wie Antriebe, Motoren sowie die I/O- und HMI-Module, bereitzustellen.

Die Maschine hat beträchtliche Ausmaße. Die parallelen Arbeitstische – einer für jeden Schneidkopf – sind 26 Meter lang und acht Meter breit. Die Portalbauweise verfügt über zwei Schneidköpfe, wobei ein Slave-Werkzeug der Bewegung des Master-Werkzeugs folgt. Die gegenwärtig gefertigten 4,2 cm dicken Stahlplatten für Windturbinen haben jeweils ein Gewicht von ca. acht Tonnen, sind ca. 10 x 2 Meter groß und haben abgeschrägte Kanten. Die Maschine arbeitet zurzeit täglich 16 Stunden, um den Produktionsbedarf des Endnutzers zu decken. In dieser Zeit werden bis zu 32 Stahlplatten geschnitten. Dank des hohen Automationsgrades des Schneidverfahrens mit der Maschine von Oxyser wird nur ein Mitarbeiter zum Bedienen der Maschine und Entfernen des Verschnitts benötigt.

Die 16 Achsen steuern die X-Y-Bewegung des Portals sowie die vertikalen und die Rotationsachsen der beiden Schneidköpfe. In jedem der Schneidköpfe sind drei Autogenschneidbrenner in einer Reihe angeordnet. Der mittlere Brenner ist fest angebracht. Die beiden äußeren Brenner verfügen über zwei weitere lineare und Rotationsachsen und bieten damit die nötige Flexibilität zum Schneiden komplexer Formen und abgeschrägter Kanten. Die Brenner können einzeln oder in Kombination genutzt werden.

Sämtliche Achsen werden durch Servomotoren angetrieben, die von NUM speziell für CNC-Hochleistungsanwendungen entwickelt wurden. Darüber hinaus unterstützte NUM die Firma Oxyser bei der Entwicklung eines eigenen Bedienpults für die Maschine auf der Grundlage des Standard-NUMpass-HMI. Das Programm bietet dem Bediener eine einfache Oberfläche zur Eingabe der erforderlichen Schneidparameter, wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Schneidwinkel und Brennerleistung. Zur Unterstützung von Oxyser bei der Maschinenentwicklung entwarf NUM ein Dienstprogramm, das die zur Steuerung der Autogenbrenner benötigten Analogsignale bereitstellt. „Die Steuerung von NUM hat sich als kostengünstige Plattform für dieses Projekt erwiesen, wobei alle Achsen von einem CNC-Kern gesteuert werden und auch sämtliche Ein- und Ausgänge zur Verfügung stehen. Die Softwareumgebung vereinfachte die CNC-Programmierung, indem sich mühelos Achsengruppen einrichten lassen, um die Komplexität dieser großen Maschine beherrschen zu können“, berichtet Unai Gonzalez von Oxyser.