Lineartechnik Mehrkopf-Biegemaschinen vervielfachen Produktivität

Mit Mehrkopf-Rohrbiegemaschinen vervielfacht Dengler TubeTec die Kapazität für das Biegen von Kraftstoff-, Brems- und Entlüftungsleitungen. Der auf die Automobilindustrie spezialisierte Maschinenhersteller setzt dabei auf Lineartechnik, Servoantriebe, CNC-Steuerung sowie Pneumatikzylinder und Schutzzäune von Rexroth.

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Als Henry Ford in Amerika mit dem Fließband die Tayloristische Arbeitsteilung einführte, steigerte er die Produktivität manueller Arbeit um Potenzen. Während bei den Arbeitsinhalten der Trend wieder zurück zu umfangreicheren Arbeitschritten geht, eröffnet das Prinzip der Arbeitsteilung bei Maschinen noch erhebliche Produktivitätspotenziale, wie das Beispiel der CNC-Mehrkopf-Rohrbiegemaschine in Modulbauweise von Dengler TubeTec zeigt.

Bei nur einem Zuführmagazin und einer Ablage arbeiten bis zu 5 Biegestationen mit bis zu 10 Biegeköpfen im Takt parallel und vervielfachen entsprechend die Kapazität. „Bei zwei Stationen wird die Kapazität mit diesem Konzept nahezu verdoppelt, und bei drei Stationen erhöht sich die Produktion beinahe auf das dreifache einer konventionellen Biegemaschine“, rechnet Andreas Pfeiffer, Leiter Technik und Vertrieb von Dengler TubeTec, vor. Dabei sinken gleichzeitig die bereinigten Investitionskosten pro Werkstück. „Anwender sparen bis zu 30 Prozent pro Werkstück, weil aufwändige Baugruppen wie Zuführmagazin, Maschinensteuerung, Ablagestation und die unterschiedlichen Ausbauoptionen für die gesamte Anlage nur einmal benötigt werden“, betont Andreas Pfeiffer. Die modular aufgebaute Biegeanlage verarbeitet bis zu 6 500 mm lange Stahl-Wickel- und Aluminiumrohre mit den gängigen Durchmessern zwischen 3,2 und 12 mm.

Systemsteifigkeit durch Kugelschienenführungen aus Wälzlagerstahl

Zur Bearbeitung entnimmt die Zuführung ein Rohr aus dem Stau-Schwerkraft Magazin und legt es in die zentral zwischen den Biegetürmen angebrachten Spanntürme sowie in die geöffneten 2-stufigen Biegewerkzeuge ein. Die Biegetürme fahren anschließend mit bis zu 2 m/s auf zwei durchgehenden Rexroth-Kugelschienenführungen und vier Führungswagen der Baugröße 45 nach außen. Dort beginnen sie an beiden Enden gleichzeitig mit den dreidimensionalen Biegevorgängen.

Die mehrteiligen Führungsschienen aus Wälzlagerstahl für die bis zu acht Meter langen Verfahrstrecken liefert Rexroth mit eindeutig zueinander gekennzeichneten und geschliffenen Stirnseiten montagefertig. „Die Kugelschienenführungen bieten gleich hohe Tragzahlen in allen Belastungsrichtungen, eine wichtige Voraussetzung für die Stabilität der Biegetürme und die Präzision der gebogenen Radien“, so Andreas Pfeiffer. Die vorgespannte O-Anordnung der Rexroth-Kugelschienenführungen erhöht zusätzlich die Systemsteifigkeit. Führungswagen der Baugröße 45 bieten statische Tagzahlen von bis zu 128 500 N.

Maximal bis zu 90 Meter Profilschienen im Einsatz

Nach Abschluss der Biegevorgänge in der ersten Station übernimmt ein Handlingsystem das an beiden Enden gebogene Werkstück und legt es in die zweite, identisch aufgebaute, Station zur weiteren Bearbeitung ein. Parallel nimmt die erste Station ein neues Werkstück auf.

In der maximalen Ausbaustufe umfasst die Anlage fünf Stationen mit zehn Biegetürmen. Dann kommen bis zu 90 Meter Profilschienen und mehr als 40 Führungswagen zum Einsatz. Durch die hohe Präzision in der Rexroth-Fertigung können die Kugelführungswagen innerhalb einer Baugröße von den Monteuren auf jede beliebige Schiene aufgeschoben werden.

Die ansonsten baugleichen Biegetürme unterscheiden sich dabei nur in der Höhe, um mit fortschreitender Bearbeitung genügend Freiraum für die gebogenen Rohre zu bieten. Wie beim Fließband erhöht diese Aufteilung in einzelne Arbeitsschritte die Produktivität bei hoher Reproduzierbarkeit deutlich. Mehr noch als die absolute Präzision von 0,1 mm zählt in der Großserienproduktion die hohe Wiederholgenauigkeit der Anlage.

Führungswagen mit integrierten oder mit Leichtlaufdichtungen

Rexroth liefert die Führungswagen mit integrierten Dichtungen. Dengler versorgt die gesamte Anlage über eine Zentralschmierung. Dabei kann der Anlagenhersteller allseitige Schmieranschlüsse an den Führungswagen für den Anschluss von Schraubverbindungen zu den Schmierleitungen verwenden. Das erhöht den konstruktiven Freiheitsgrad. „Die Anlagen arbeiten bei unseren Kunden im 3-Schicht-Betrieb. Da stehen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aller Komponenten an erster Stelle“, begründet Andreas Pfeiffer die Entscheidung für Rexroth.

Der Hersteller rüstet die Führungswagen für besonders dynamische Anwendungen auch wahlweise mit Leichtlaufdichtungen und, für stark verschmutzte Bereiche, mit doppellippigen Dichtungen aus. Optionale Vorsatzschmiereinheiten reduzieren bei nicht zentral geschmierten Maschinen die Wartungsintervalle.

Servoantriebe für Biegetürme und -achsen über CNC angesteuert

Der Trend in der Automobilindustrie geht zu einteiligen Kraftstoff- und Bremsleitungen mit komplexeren Geometrien. Das Handling der biegeschlaffen, dünnen Rohre und der Transport zum Montageplatz des Herstellers sind eine Herausforderung. Das Handlingsystem legt die gebogenen Rohre deshalb in bauteilspezifische Halterungen ab. Hier kommen auch Rexroth-Pneumatikzylinder zum Einsatz.

Über die Kapazitätssteigerung hinaus erfüllt die CNC-Mehrkopf-Rohrbiegemaschine die Forderungen nach hoher Flexibilität für die Variantenfertigung unterschiedlicher Geometrien, Rohrdurchmesser und Materialien. Für die Umrüstung auf neue Produkte muss der Bediener lediglich bei unterschiedlichen Durchmessern die Biegewerkzeuge und Spannstücke wechseln. Alle anderen Parameter verändert er über das Bedienpanel in der Software.

Biegetürme und Biegachsen treibt Dengler durchgängig über Rexroth IndraDrive Servoantriebe an. „Wir steuern sämtliche elektrischen Achsen über die CNC an“, betont der Leiter Technik und Vertrieb. Dabei setzt Dengler TubeTec auf die in der Automobilindustrie bewährte Rexroth-Systemlösung IndraMotion MTX. Die CNC-Steuerung koordiniert bis zu 64 Achsen in 12 NC-Kanälen. Die Steuerung kombiniert auf einer All-in-one-PC-Einsteckkarte alle NC- und SPS-Funktionalitäten.

Schnelle Sicherheit: Schutzzaun als vormontiertes Modul

Die konsequent offene Systemlösung vereinfachte die Umsetzung der eigenen Bedienoberfläche. Mit einem selbst entwickelten Softwaretool ermöglicht der Maschinenhersteller die prozessnahe Off-line-Simulation des gesamten Biegevorgangs vom Einlegen der Rohre bis zum fertigen Produkt. Das vereinfacht die Optimierung der Produktion parallel zur Produktion. Für den Schutz der Bediener setzt das Unternehmen auf Sicherheitsschaltmatten und den EcoSafe-Schutzzaun von Rexroth. Die einsatzbereit vormontierten Module sorgen für kurze Auf- und Abbauzeiten ohne Spezialwerkzeuge.

„Dengler TubeTec hat sich seit mehr als 20 Jahren stets durch Innovationen im Markt durchgesetzt“, betont Andreas Pfeiffer. Zahlreiche installierte Rohrbiegemaschinen bei Automobilherstellern und verschiedenen Automobil-Zulieferern in Europa, Amerika und Australien belegen diesen Erfolg.

* Harald Rüfer ist Außendienstmitarbeiter im Vertrieb Linear Motion and Assembly Technologies von Bosch Rexroth in Mörfelden-Walldorf

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