Lokale CNC-Experten unterstützen chinesisches Unternehmen bei der Entwicklung einer grundlegend verbesserten Zahnradfräsmaschine

NUM China half Betek bei der schnellen Entwicklung einer revolutionären und hochpräzisen sechsachsigen Zahnradfräsmaschine. Mit einer direkt angetriebenen Spindel, dem ultrapräzisen elektronischen Getriebe und der bekannten CNC-Zahnradfrästechnologie von NUM sowie einer von einem örtlichen Maschinenspezialisten entwickelten Bedienoberfläche, bietet die neue Zahnradfräsmaschine Betek YK3132Z eine bisher unerreichte Fräsgeschwindigkeit und Verarbeitungseffizienz. Sie ist bis zu zehnmal schneller als herkömmliche mechanische Maschinen und mehr als doppelt so schnell wie sechsachsige CNC-Zahnradfräsmaschinen der Mitbewerber. So ist sie in der Lage, einen neuen Leistungsstandard für die automatisierte Zahnradproduktion zu etablieren.

Die chinesische Tianjin Betek Machinery Manufacturing Co., Ltd (Betek) hat sich auf die Herstellung von Werkzeugen für industrielle Anwendungen spezialisiert. Diese Expertise zusammen mit den Anforderungen des Markts haben grosse Chancen im Bereich der Zahnradherstellung in China aufgezeigt. Das Land hat einen weiter wachsenden Bedarf für Zahnradfräsmaschinen die Genauigkeit, hohen Durchsatz und einfache Bedienbarkeit kombinieren, um veraltete mechanische Entwürfe zu ersetzen. 2013 hat Betek die strategische Entscheidung getroffen, dafür 80 Millionen Yuan (13 Millionen USD) in eine spezialisierte Produktionshalle mit 25.000 Quadratmetern zu investieren.

Und jetzt ist Beteks neueste Entwicklung, der sechsachsige Zahnradwälzfräser YK3132Z, nach weniger als zwei Jahren Entwicklungszeit auf dem Markt. Für dieses Projekt wurden CNC-Systeme vieler Hersteller evaluiert und die Entscheidung für NUMs Flexium+ Steuerung fiel schnell.

Laut Mr. Jin Guolin, CEO und Präsident von Betek „war der wichtigste Grund für unsere Entscheidung für NUMs CNC System, dass NUM, anders als viele Mitbewerber, eine offene Architektur anbietet. Das gibt uns unbegrenzte Möglichkeiten für Anpassungen und eigene Entwicklungen. So haben wir Kosten reduziert und waren schneller am Markt. Wir werden NUM zu unserem Standard machen, wann immer das möglich ist. So entwickeln wir derzeit eine neue Schleifmaschine ebenfalls auf der Basis von NUMs CNC Technologie“. 

Ein weiterer Faktor bei Beteks Entscheidung für eine NUM Steuerung war NUMs weitreichende Erfahrung im Bereich der Herstellung von Zahnrädern, die schon über Jahrzehnte zurück reicht. NUMs Lösungen zur CNC gesteuerten Produktion basieren auf der Software NUMgear und werden von vielen führenden Herstellern von Zahnradmaschinen verwendet. Die Nähe zu NUMs Niederlassung im nahen Beijing spielte ebenfalls mit – sie bedeutete noch schnellere Unterstützung durch Anwendungsunterstützung und technischen Service.

Die neue sechsachsige Zahnradfräsmaschine YK3132Z von Betek basiert vollständig auf CNC-Technologie von NUM. Sie verwendet den neuesten CNC Kern Flexium+ und NUMDrive X-Hochleistungsservoantriebe in Verbindung mit kompakten BHX- und SHX-Servomotoren. Dazu kommen hochauflösende Geber und ein geschlossenes System für maximale Präzision, Geschwindigkeit und Positionierung. Sowohl der Werkzeugspindelmotor – ein integriertes Modell – als auch der Drehmomentmotor des Tisches (C-Achse) sind leistungsfähige Direktantriebseinheiten, die ebenfalls von einem NUMDrive X-Servoantrieb gesteuert werden. Diese Motoren machen mechanische Komponenten zur Kraftübertragung,  wie Schnecken- und Stirnkegelradgetriebe vollkommen überflüssig, was zu einer präzisen und spielfreien Bewegung führt.

Die Werkzeugspindel dreht sich mit bis zu 1.200 U/min, und der Tisch mit bis zu 280 U/min. So können moderne Hochgeschwindigkeitsfräswerkzeuge verwendet werden. Präzision und Zuverlässigkeit konnten mit der Verwendung von hochsteifen, servomotorgetriebenen Präzisionskugelumlaufspindeln für die linearen Achsen weiter verbessert werden.

Die Zahnradfertigungssoftware NUMgear verfügt über spezielle Fräsfunktionen und ein elektronisches Präzisionsgetriebe, das eine vollständige Synchronisation aller Hauptachsen mit der Werkzeugspindel ermöglicht. Das elektronische Getriebe minimiert die Synchronisationszeit, indem es die Beschleunigung und die Drehzahl der Achsen prognostiziert.

Die YK3132Z Zahnradfräsmaschine wird über das Bedienfeld NUM FS152i mit einer angepassten Oberfläche gesteuert. Das Panel verfügt über einen hochauflösenden 15-Zoll-LCD-Monitor mit Hintergrundbeleuchtung, 22 grosse Funktionstasten und enthält einen leistungsstarken Industrie-PC. Die Bedienoberfläche ist weitgehend grafisch und ausgesprochen intuitiv. Anwender können die Maschine nach wenigen Stunden einfacher Schulung bedienen. Die Daten für die Zahnradfertigung können entweder direkt eingegeben oder von zuvor verarbeiteten Werkstücken übernommen werden. Die Software verfügt über Funktionen zur Datenbankverwaltung.

Die anwenderspezifische Bedienoberfläche wurde von Changzhou Mactool Precision Machine Tools Co. Ltd für genau diese Maschine entwickelt. Das Unternehmen ist auf die Entwicklung von Zahnradfräsmaschinen und Bedienoberflächensoftware spezialisiert und hat intensiv in die Entwicklung und die Infrastruktur für technischen Kundendienst investiert, die für die wachsende Werkzeugmaschinenindustrie Chinas für Präzisionszahnräder erforderlich sind. Der Eigentümer von Mactool, Herr Haiyu Wang, hat mehr als 15 Jahre Erfahrung mit Anwendungen für die Zahnradverarbeitung und speziell mit Zahnradfräs- und Schleifmaschinen.

Florian Schmidt, der Produktmanager bei NUM, betont, dass Mactool und NUM China bereits in den vergangenen Jahren bei mehreren hochkarätigen CNC-Maschinenprojekten zusammengearbeitet haben und ergänzt: „Um unseren Kunden die perfekte Lösung zu liefern, verbinden wir das Beste aller Welten.“

Herr Haiyu Wang bestätigt die Vorteile der Zusammenarbeit: „Ich bin davon überzeugt, dass Partnerschaften Kunden einen enormen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Durch die enge Zusammenarbeit haben NUM, Mactool und Betek gemeinsam eine hoch entwickelte, extrem präzise Zahnradfräsmaschine entwickelt, die sich eines grossen Markterfolgs erfreuen wird. Dank ihres allseits bewährten und stabilen CNC-Systems ist die Maschine den Mitbewerbern im Hinblick auf Benutzerfreundlichkeit, Effizienz und Leistung weit voraus. Das von Betek eingeführte hervorragende Produktionsmanagement und Qualitätskontrollsystem gewährleistet, dass seine Kunden eine Präzisionsmaschine von Weltklasse erhalten – jedoch zu einem deutlich geringeren Preis als dem von vergleichbaren Produkten.“

Die sechsachsige Zahnradfräsmaschine YK3132Z von Betek verarbeitet Zahnradrohlinge mit einem Durchmesser von bis zu 320 mm (12,6 Zoll). Ihr hoch entwickeltes CNC-System unterstützt Fünf-Achsen-Interpolation, so dass komplexe Zahnradprofile sauber und effizient erstellt werden können. Das gesamte Zahnrad wird in einem einzigen Prozess gefräst, ohne dass der Zahnradrohling zwischenzeitlich entnommen und wieder eingesetzt, oder Werkzeuge manuell gewechselt werden müssten.

Es können quasi alle Arten von Zahnrädern gefräst werden, auch ungewöhnliche Werkstücke, wie etwa mehrere Verzahnungen auf einer Achse, Pfeilverzahnungen, konische  und nicht kreisförmige Zahnräder. Um ein Höchstmaß an Präzision zu erzielen, verwendet die Maschine Trockenfräsverfahren. Diese erzielen bei vorläufig gefrästen Zahnrädern DIN 6 und bei Fertigprodukten DIN 3. So werden keine Kühlmittel benötigt, die in der Industrie häufig einen speziell zu behandelnden und zu entsorgenden Schadstoff darstellen.