A principios de 2019, el famoso fabricante de fresadoras Kunzmann relanzó su línea de fresadoras universales manuales, que son especialmente populares en la formación profesional y en la producción en talleres. Gracias a la tecnología de B&R y a funciones de seguridad integradas como Safe Brake Test (SBT), Kunzmann pudo reducir los tiempos de conmutación de los ejes, ahorrar espacio en el armario eléctrico y conseguir que las máquinas sean más fáciles de instalar y mantener.
Ende August 2019 war es wieder soweit: In der russischen Stadt Kazan zeigten über 1.600 junge Talente ihr ganzes Können im Rahmen der Berufsweltmeisterschaften WorldSkills. In den Kategorien Polymechanics and Automation, Manufacturing Team Challenge, Prototype Modelling und Industrial Mechanics Millwright wurden die weltbesten Fräser gekürt. Diese Wettbewerbe wurden auf 20 Fräsmaschinen vom Typ WF 410 M ausgeführt, die der renommierte deutsche Werkzeugmaschinenhersteller Kunzmann zur Verfügung gestellt hatte.
Bei dem Maschinentyp handelt es sich wie bei der großen Schwester WF 610 M um eine handgesteuerte Fräsmaschine. Diese Typen zeichnen sich durch ihre Langlebigkeit, hohe Bearbeitungspräzision und fortschrittliche Sicherheitsstandards sowie eine einfache, ergonomische Bedienung aus. Sie eignen sich daher besonders für die Ausbildung sowie die Prototypen- und Einzelteilfertigung. Deshalb gehören sie in vielen Berufsschulen und Lehrlingswerkstätten, aber auch bei vielen Werkzeug-, Formen- und Maschinenbauern zur Standardausrüstung.
Rediseñadas con servoaccionamientos de B&R
Erst Anfang 2019 hat Kunzmann seine Fräsmaschinen überarbeitet und zahlreiche Verbesserungen umgesetzt. Dazu wurde auch der Antriebslieferant gewechselt. „B&R hat sich mit innovativen Lösungen und einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis gegen andere Anbieter durchgesetzt. Zudem konnte das Unternehmen schon im Vorfeld mit der Beratungskompetenz seiner Mitarbeiter punkten“, sagt Ralf Guthmann, Leiter der Elektrokonstruktion bei der Kunzmann Maschinenbau GmbH. Die zuständigen B&R-Mitarbeiter konnten den Großteil der Kundenfragen bereits in kurzen Sondierungsgesprächen aus dem Stegreif beantworten. „Das kennen wir aus der Vergangenheit anders. Manche Anbieter sind mit bis zu vier Mitarbeitern bei uns aufgeschlagen, um das zu bewerkstelligen“, berichtet der Elektrokonstruktionsleiter. „Was uns von B&R vorgestellt wurde, war für uns im Vergleich zur vorherigen Lösung eine deutliche Verbesserung.“
Fresado más eficiente sin tiempos de conmutación
Zu den zentralen Verbesserungen, die Kunzmann durch den Einsatz der B&R-Technik erreicht hat, gehört die Effizienzsteigerung beim Fräsen: Die einschlägige Norm sieht für handgesteuerte Fräsmaschinen vor, dass ein gleichzeitiger Betrieb mehrerer Achsen sicher ausgeschlossen sein muss. Bislang wurde diese Forderung von Kunzmann erfüllt, indem für die drei Koordinatensachsen (X, Y, Z) nur ein Regler verbaut wurde. Auf diesen Einachsregler wurde die für den nächsten Bearbeitungsschritt erforderliche Achse aufgeschaltet. Damit war ein gleichzeitiges Aktivieren von zwei Koordinatenachsen ausgeschlossen. Allerdings war ein Achswechsel für den Anwender mit merklichen Umschaltzeiten und damit Pausen im Bearbeitungsprozess verbunden.
Bei der neuen Generation kommt nun ein Dreiachsmodul aus der Servoreglerfamilie ACOPOS P3 zum Einsatz, sodass ein Umschalten zwischen den Achsen entfällt und damit auch die Wartezeiten für den Anwender. Der Regler verfügt über integrierte Sicherheitsfunktionen wie den Safe Brake Test. Eine Steuerung aus dem X20-Programm von B&R sorgt in Zusammenarbeit mit sicheren X20-Safety-I/O-Modulen dafür, dass der gleichzeitige Betrieb mehrerer Koordinatenachsen, wie von der Norm gefordert, ausgeschlossen ist. Die X20-SPS ist auch für die Ansteuerung und Überwachung eines ACOPOS-P3-Einachsmoduls verantwortlich, mit dem die Spindel der Werkzeugmaschine angetrieben wird. Die erforderlichen Sollwerte für die Achsen erhält die X20-Steuerung über die analoge Schnittstelle einer Steuerung von Heidenhain. Die TNC 128 fungiert als Streckensteuerung und Bedienoberfläche der Maschine.
Espectacular ahorro de espacio
Ein weiterer Pluspunkt der B&R-Lösung ist der geringere Platzbedarf, wie der Leiter der Elektrokonstruktion erklärt: „Die durchgängig integrierten Sicherheitsfunktionen von B&R haben es uns ermöglicht auf externe Sicherheitskomponenten zu verzichten. Dadurch und durch die kompakte Bauweise der B&R-Komponenten hat sich deren Zahl und damit der Platzbedarf im Schaltschrank deutlich reduziert.“ So ist das Dreiachsmodul von B&R kleiner als der zuvor verwendete Einachsregler. Da durch die gleichzeitige Umstellung der Maschine auf 24-V-Technik auch noch ein Transformator eingespart wurde, konnten die Elektrokonstrukteure eine bisher erforderliche Zusatzmontageplatte im Schaltschrank ersatzlos streichen.
Los ingenieros mecánicos de Kunzmann también se beneficiaron del diseño compacto de las soluciones de B&R. "Los servomotores de B&R que utilizamos en los ejes y el husillo ofrecen una elevada densidad de potencia", explica Guthmann. "Ello resulta especialmente evidente en el caso del husillo, donde por primera vez utilizamos un servomotor cuyo diseño ya es más pequeño que un motor de inducción. Y puesto que el motor de B&R tampoco necesita ventilador, hemos reducido nuestros requisitos generales de espacio casi a la mitad". Esta no es la única ventaja de diseño desde su punto de vista: "Lo que me impresionó de inmediato y facilitó mucho mi trabajo fue que la oferta de B&R incluía un enlace a la documentación técnica y a los datos de CAD para cada producto. Ello resulta de enorme ayuda para los diseñadores".
Sistema totalmente montado y listo para instalar
Die Auswahl der Komponenten sowie die Auslegung der Antriebe und die Programmierung der Steuerung haben Applikationsingenieure von B&R übernommen und zur vollsten Zufriedenheit der Fachleute bei Kunzmann erledigt. Doch damit nicht genug: B&R assembliert die einzelnen X20-Module für die Kunzmann-Fräsmaschinen komplett in der unternehmenseigenen automatisierten Assembly-Line, installiert die Software, beschriftet die Station und testet sie abschließend. „Wir beziehen dann ein Paket, das alle benötigten B&R-Komponenten für jeweils eine Maschinenserie umfasst. Das entlastet unsere internen Bestell-, Montage- und Testabläufe spürbar“, sagt Guthmann.
Nicht zuletzt hat sich durch den Anbieterwechsel und die Antriebs- und Automatisierungstechnik von B&R auch noch die Wartungs- und Servicefreundlichkeit der manuellen Fräsmaschine verbessert, wie Guthmann hervorhebt: „Die X20-Module lassen sich durch ihren dreiteiligen Aufbau – Feldklemme, Elektronikmodul und Busmodul – teilweise oder komplett austauschen, ohne dass dafür die restliche Station demontiert werden muss. Das ist gut durchdacht.“ Zudem kann Kunzmann direkt über den integrierten Webbrowser der Heidenhain-Steuerung auf den Webserver der X20-Steuerung zugreifen und so die Diagnosedaten des SDM (System Diagnostics Manager) abrufen. Deshalb ist es über den Teleservice der TNC128 möglich, zugleich eine Fernwartung der Steuerung wie auch des B&R-Systems durchzuführen. „Wir brauchen dafür vor Ort keinen weiteren PC und müssen keine spezielle Software installieren oder etwas programmieren“, freut sich Guthmann. Der SDM liefert Daten zum aktuellen Zustand der Antriebe wie zur aktuellen Geschwindigkeit, Position und Reglerfreigabe. Darüber hinaus ist es möglich, über den SDM das in jedem Regler integrierte Diagnosemenü aufzurufen und zu bedienen. Zusätzlich erlaubt der I/O-Viewer des SDM die Anzeige der aktuellen Zustände der I/O-Kanäle über die gesamte B&R-Hardware hinweg. Damit können aufwändige Tests der I/O-Verdrahtung entfallen, was die Inbetriebnahmezeiten verkürzt.
Una transición bien hecha
Para Kunzmann, la conclusión es que la introducción de la tecnología de B&R ha facilitado la tarea de garantizar el alto nivel de seguridad que los usuarios esperan de sus fresadoras, al tiempo que les ofrece una libertad de diseño sin precedentes y hace que las máquinas sean mucho más fáciles de instalar y mantener. Para los usuarios, la transición fue perfecta. "Desde el envío de la primera máquina piloto en otoño de 2018, no hemos recibido ni un solo comentario negativo. Creemos que es un buen indicativo de que lo hicimos todo bien".
 | Ralf Guthmann Jefe de diseño eléctrico de Kunzmann "Las soluciones y los servicios de B&R están bien pensados y simplifican la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento de nuestras fresadoras". |