Gebrauchte Vertikal-Bearbeitungszentren — 3,301

Vertikal Bearbeitungszentren und ihr Aufbau

Das Vertikal Bearbeitungszentrum, auch senkrecht Bearbeitungszentrum, stellt eine der üblichen Bauformen der automatisierten und für unterschiedliche Fertigungsverfahren einsetzbaren Werkzeugmaschinen dar. Es unterscheidet sich von den anderen Arten dadurch, dass seine Hauptspindel ausschließlich mit einer senkrechten Lage der Achse arbeitet. Gemeinsames Merkmal ist dagegen die sehr weit gehende Automatisierung, die insbesondere durch ein Werkzeugmagazin mit selbsttätigem Werkzeugwechsel, einen eigenen Werkstückspeicher und einen drehbaren Arbeitstisch in Verbindung mit einer numerischen Steuerung erreicht wird. Während bei Horizontal-Bearbeitungszentren die Einständerbauweise und die Konsolbauweise am häufigsten zu finden ist, eignet sich die besonders verwindungssteife Portalbauweise am besten für die vertikale Ausrichtung der Arbeitsspindel. Diese ist bei Vertikal Bearbeitungszentren daher auch bevorzugt zu finden. Universal-Bearbeitungszentren erlauben schließlich das Arbeiten mit unterschiedlichen Ausrichtungen der Hauptspindel und lassen sich am flexibelsten einsetzen.

Video: Ein Senkrecht Bearbeitungszentrum

Geschichte des Vertikal Bearbeitungszentrums

Historisch gesehen ist die vertikale Spindelausrichtung typisch für die Einspindel-Bohrmaschine, aus der sich letztendlich das Bearbeitungszentrum entwickelt hat, durch Integration zusätzlicher Bearbeitungsverfahren und die Einführung der numerischen Steuerung. Die vertikale Arbeitsrichtung der Hauptspindel sorgt bei der Bohrmaschine dafür, dass die Vorschubkräfte in der gleichen Richtung wirken wie das Gewicht des Werkstücks und die Einspannung lediglich das vom Werkzeug eingeleitete Drehmoment aufnehmen muss. Beim vielseitigen Bearbeitungszentrum, das insbesondere auch Fräsarbeiten ausführt, relativiert sich dieser Vorteil deutlich.

Anwendungsgebiete für Vertikal Bearbeitungszentren

Für den größten Teil der üblichen Bearbeitungsaufgaben ist das Horizontal-Bearbeitungszentrum besser geeignet als die entsprechende Werkzeugmaschine mit vertikaler Arbeitsspindel. Typisches Anwendungsgebiet für Vertikal Bearbeitungszentren ist aber die Fertigung von Gesenken, Gussformen, Stempeln, Matrizen und ähnlichen Werkzeugteilen. Charakteristisch für diese Werkstücke ist, dass sie vorwiegend aus einer Richtung bearbeitet werden müssen und teilweise besonders groß und schwer sind. Für derartige Werkstücke ist die Portalbauweise besonders gut geeignet, die in zwei verschiedenen Ausführungen gebaut wird. Bei der Langtischausführung wird eine translatorische Bewegungsachse vom Arbeitstisch ausgeführt. Diese Konstruktion erfordert ein Maschinenbett, das doppelt so lang ist wie der Tisch. Bei der Gantry-Bauweise liegen dagegen alle Bewegungsachsen im Werkzeugträger und das Bett muss nicht länger sein als das längste zu bearbeitende Werkstück. Als Zweiständerbauweise mit Querbalken ist die Portalbauweise besonders stabil. Dies ermöglicht auch hohe Zerspanleistungen, die eine ebenfalls hohe Belastung des Gestells zur Folge haben.

Vertikal Bearbeitungszentrum als Werkzeugwechseleinrichtung

Ein wesentlicher Bestandteil des Vertikal Bearbeitungszentrums ist die automatische Werkzeugwechseleinrichtung. Diese erfordert einerseits einen geeigneten Werkzeugspeicher, andererseits ist in der Regel eine Kodierung der Werkzeuge erforderlich, damit sie von der Maschine identifiziert werden können. Je nach Anzahl der benötigten Werkzeuge sind Scheiben-, Ketten- oder Regalmagazine als Werkzeugspeicher einsetzbar, wobei sich die typische Speicherkapazität vom Scheibenmagazin bis zum Regalmagazin jeweils etwa verdoppelt. Für die Kennzeichnung der Werkzeuge steht im Allgemeinen nur wenig Platz zur Verfügung. Aus diesem Grund und auch wegen der Anfälligkeit für Verschmutzung sind optische Kennzeichnungssysteme, die mit Barcodes oder ähnlichen Markierungen arbeiten, wenig geeignet. Eine größere Störsicherheit bei geringerer Baugröße bieten nichtflüchtige Halbleiterspeicher, insbesondere in Verbindung mit einer berührungslosen Datenübertragung. Bei den von Vertikal Bearbeitungszentren typischerweise verwendeten Steilkegelwerkzeugen lassen sich derartige Datenträger zum Beispiel in der Greifnut oder im Spannbolzen unterbringen. Die elektronischen Datenträger erlauben nicht nur die Speicherung erheblich größerer Datenmengen, sondern auch den Einsatz beschreibbarer Codeträger. Diese dienen neben der Identifizierung auch der werkzeugbegleitenden Speicherung spezifischer Daten des Werkzeugs, wie zum Beispiel Standzeiten oder Korrekturmaße.

Eine andere wichtige Einrichtung für die Automatisierung der Fertigung im Vertikal Bearbeitungszentrum ist die selbsttätige Werkstückzufuhr, die üblicherweise mit Palettensystemen realisiert wird. Auch die Werkstücke beziehungsweise die Paletten, auf denen sie aufgespannt sind, müssen für das Vertikal Bearbeitungszentrum identifizierbar sein. Im Gegensatz zu den Werkzeugen steht hier allerdings ausreichend Platz für Barcodes und vergleichbare Kodierungssysteme zur Verfügung.

In die Kategorie Vertikal-Bearbeitungszentrum sind auch Blechbearbeitungszentren einzuordnen. Sie bearbeiten typischerweise dünne, aber sehr großflächige Werkstücke. Diese lassen sich am besten mit einer Werkzeuganordnung bearbeiten, wie sie bei Vertikal-Bearbeitungszentren zu finden ist. Die eingesetzten Werkzeuge unterscheiden sich aber deutlich von den bisher beschriebenen Werkzeugmaschinen und eine Arbeitsspindel ist beispielsweise beim Laserschneiden gar nicht vorhanden. Hier lässt sich allerdings eine Analogie zum Stanzwerkzeug mit drehbarem Stempel herstellen, das ebenfalls ein typisches Werkzeug für das Blechbearbeitungszentrum ist.

Hersteller von Vertikal Bearbeitungszentren

Für die Herstellung von Vertikal Bearbeitungszentren sind unter anderem folgende Firmen bekannt: CHIRON, DIXI, DMG MORI SEIKI (vormals DECKEL, MAHO und GILDEMEISTER), HECKERT, HERMLE, HÜLLER-HILLE, HURCO, MAKINO, OKUMA und SHW.