Complete machining in a single clamping operation on a vertical lathe — without an additional linear Y-axis? There is no denying that reports from Starrag experts on converting a Dörries vertical lathe into a machining centre using double C-axis interpolation sound a little fantastical.
Mit simulierter Y-Achse
With simulated Y-axis
Technisches Englisch üben mit einem Starrag-Bericht

Mit simulierter Y-Achse
With simulated Y-axis
Technisches Englisch üben mit einem Starrag-Bericht
Komplettbearbeitung in einer Aufspannung auf einer Vertikaldrehmaschine - ohne zusätzliche lineare Y-Achse? Es klingt schon etwas nach Zauberei, wenn Experten der Starrag berichten, wie sie mit Doppel-C-Achsen-Interpolation eine Dörries-Vertikaldrehmaschine in ein Bearbeitungszentrum verwandeln.
Übersetzung Complete machining in a ...
«Die Idee zur Simulation einer Y-Achse entstand bereits vor Jahren in unserer Anwendungstechnik», erklärt Dr.-Ing. Marcus Queins, Technischer Leiter der Starrag Technology GmbH aus Mönchengladbach. «Verwirklicht haben wir es jetzt bei der Abwicklung eines Projektes für einen Kunden aus der Windenergiebranche (Getriebehersteller).»
Übersetzung "The idea to simulate ...
"The idea to simulate a Y-axis came to mind some years ago in our application technology," explains Dr.-Ing. Marcus Queins, Technical Director of Starrag Technology GmbH at Mönchengladbach. "We've now made it a reality in a project for a customer from the wind energy sector (gear manufacturer)."
Elektronisch geregeltes Zusammenspiel
Üblicherweise orientieren sich bei einer Drehmaschine alle Bearbeitungsvorgänge auf die Drehmitte; zum Einsatz kommen nur zwei Zustellachsen, die X- und Z-Achse. Wer zusätzlich in Y-Richtung zerspanen will, benötigt in der Regel eine zusätzliche dritte lineare Achse, die Y-Achse. Die Alternative dazu besteht darin, zwei C-Achsen synchronisiert zueinander zu drehen. Das gelingt dank elektronisch geregeltem Zusammenspiel des Rundtischs (C-Achse) mit einer achsparallelen CY-Achse (Winkelkopf mit einer um die Z-Achse drehenden NC-Achse).
Übersetzung Electronically-controlled ...
Electronically-controlled interplay
Ordinarily, all machining processes on a lathe are oriented towards the centre of rotation; only two infeed axes - the X-axis and Y-axis - are used. If machining is also required in the Y-direction, an additional third linear axis, the Y-axis, is usually necessary. The alternative to this involves rotating two C-axes which are synchronised with one another. This is achieved thanks to the electronically-controlled interplay of the rotary table (C-axis) with an axially-parallel CY-axis (angle head with an NC-axis rotating around the Z-axis).
Hier kommt die Doppel-C-Achsen-Interpolation ins Spiel. Mit ihr lässt sich mithilfe simultaner Interpolation der C-Achse des Rundtisches und der CY-Achse eine lineare Y-Achse realisieren. Es ist zwar keine Quadratur des Kreises, aber die Methode klingt schon etwas nach mathematischer Zauberei. Dr. Queins: «Das intelligente Zusammenspiel von C- und CY-Achse verwandelt zwei Kreisbewegungen in eine Linearbewegung. In Verbindung mit der X- und Z-Achse lässt sich so zum Beispiel eine seitliche Fläche an einem Werkstück dank 4-Achsen-Interpolation aussermittig fräsen.»
Übersetzung This is where double-C-axis ...
This is where double-C-axis interpolation comes into play. The linear Y-axis is thus achieved using simultaneous interpolation of the round table C-axis and the CY-axis. It is certainly not fitting a square peg into a round hole, but the method does have a sense of mathematical wizardry about it. Dr Queins explains: "The intelligent interplay of the C- and CY-axes transforms two circular movements into one linear motion. When combined with the X- and Z-axes, a lateral surface on a workpiece, for instance, can be milled off-centre thanks to four-axis interpolation."
Stets korrekt auf das Werkstück ausgerichtet
Die simulierte Y-Achse eröffnet dem Produktioner eine Vielzahl von Möglichkeiten. Plötzlich kann er mit seiner Dörries-Vertikaldrehmaschine auch Bohren und Gewinde schneiden, die nicht zur Tischmitte zeigen. Möglich ist aber auch die Bearbeitung von Nuten mit achsparallelen, aussermittig liegenden Seitenflächen. Doch alle neuen aussermittigen Zerspanungsvorgänge besitzen einen gemeinsamen Nenner. Dr. Queins: «Die koordinierten Drehbewegungen der beiden Rundachsen C und CY stellen sicher, dass das Werkzeug immer korrekt auf das Werkstück ausgerichtet ist.»
Übersetzung Always perfectly aligned ...
Always perfectly aligned with the workpiece
The simulated Y-axis creates a multitude of possibilities for production managers. Drilling and cutting threads which do not point towards the centre of the table is suddenly possible with a Dörries vertical lathe. And it is also possible to machine grooves with axially-parallel, off-centre lateral surfaces. Though all new off-centre machining processes have a common denominator. Dr Queins explains: "The coordinated rotational movements of the two C- and CY-round axes ensure that the tool is always correctly aligned with the workpiece."
Nicht nur diese technische Aspekte, sondern auch weitere Pluspunkte sprechen für die simulierte Y-Achse: Die Vorteile analysierten die Mönchengladbacher an zwei typischen Vertikaldrehmaschinen des Typs VCE 2800 und VC 3500 mit einem Umlaufdurchmesser von 2.800 mm bzw. 3.500 mm. «Die Investition fällt im Vergleich zu einer Maschine mit zusätzlicher linearer Y-Achse rund 30 % günstiger aus», fasst Verkaufsleiter Hubert Erz zusammen. «Diese Einsparung nimmt mit der Grösse der Maschine zu, weil dann der technische Aufwand für die zusätzliche lineare Achse steigt.»
Übersetzung Though it is not just ...
Though it is not just these technical aspects - the simulated Y-axis has even more cards up its sleeve. Staff in Mönchengladbach analysed the benefits on two standard vertical lathes of type VCE 2800 and VC 3500 with a swing diameter of 2,800 mm and 3,500 mm. "The investment turned out to be around 30% less compared to a machine with an additional linear Y-axis," summarises sales manager Hubert Erz. "This saving increases with the size of the machine due to the increasing technical outlay associated with the additional linear axis."

Alles in allem ergeben sich acht Pluspunkte:
1. Drehmaschine mit Extras: Der Anwender kann mit geringem zusätzlichen technischen Aufwand auf einer Vertikaldrehmaschine aussermittig fräsen, bohren und Gewinde schneiden.
2. Niedrige Kosten: Die Investition sinkt im Vergleich zu einer klassischen Maschine mit dritter Linearachse um rund 30 %.
3. Small footprint: Die Aufstellfläche halbiert sich.
4. Geringerer Aufwand bei Aufbau: Die Kosten für die Erstellung des Fundaments reduzieren sich um etwa 40 %.
5. Keine Änderung der Konstruktion: Es entfällt der sonst immer nötige Umbau einer Einständer-Maschine in ein Portal-Bearbeitungszentrum.
6. Geringer Energieverbrauch: Im Vergleich zur klassischen Y-Achse werden weniger Massen bewegt.
7. Option zur nachträglichen Aufrüstung: Eine typische Dörries-Vertikaldrehmaschine lässt sich auch nachträglich um die Funktionalität des Off Centerline Machining erweitern.
8. Kürzere Lieferzeit für Neumaschinen: Sie verkürzt sich auf 12 bis 13 Monate (statt sonst 14 bis 15 Monate bei einer klassischen Drehmaschine mit zusätzlicher Y-Achse).
Übersetzung All in all, there are ...
All in all, there are eight major plus points:
1. Lathe with extras: The operator is able to perform milling, drilling and thread-cutting procedures off-centre on a vertical lathe with reduced additional technical outlay.
2. Lower costs: Investment is reduced by around 30% compared to a traditional machine with a third linear axis.
3. Small footprint: The installation space is halved.
4. Reduced outlay for setup: Costs associated with creating the foundations are reduced by around 40%.
5. No change to construction: Unlike normally, there is no need to convert a single-column machine into a portal machining centre.
6. Low energy consumption: Less mass is moved compared to traditional Y-axis.
7. Retrofitting options: A conventional Dörries vertical lathe can also be subsequently upgraded to include the functionality of off-centreline machining.
8. Shorter delivery time for new machines: Reduced to 12–13 months (rather than 14–15 months for a traditional lathe with additional Y-axis).
Preiswerte Nachrüstung
«Wir haben mit einem Kunden vor kurzem bereits die erste Referenzmaschine realisiert, die sich aktuell im Aufbau befindet», sagt der Verkaufsleiter. «Bei Gesprächen mit potenziellen Kunden erfuhr ich, dass grosses Interesse an dieser Lösung besteht. Das betrifft aber auch Kunden, die bereits eine Vertikaldrehmaschine besitzen und sich für eine Nachrüstung interessieren.» Infrage kommt das Nachrüsten besonders für Lohnfertiger, denn ihnen bietet die simulierte Y-Achse eine preiswerte und technisch unkomplizierte Erweiterung ihres Angebotsspektrums. Die Zusatzoption eignet sich u.a. für Unternehmen aus den Branchen Windenergie sowie Öl und Gas. Erz: «Unser erster Kunde wird auf der Referenzmaschine Drehmomentstützen für Windkraftgetriebe fertigen. Diese neue Option ist ein erneutes Beispiel, wie Starrag seinen Claim «Engineering precisely what you value» in die Tat umsetzt. Und manchmal ist weniger mehr.»
Übersetzung Inexpensive ...
Inexpensive retrofitting
"We recently created the first reference machine for a customer, which is currently being constructed," remarks the sales manager. "From speaking with potential customers, it is clear that there is a considerable level of interest in this solution. But this also extends to customers who already own a vertical lathe, or those looking to upgrade." Upgrading is a particularly appealing option for subcontractors, since the simulated Y-axis offers them an inexpensive and technically-straightforward expansion of their range of services. This additional option is suitable for companies in a range of sectors — from wind energy to oil and gas. Erz adds, "Our first customer will produce torque supports for wind power transmissions on the reference machine. This new option is yet another example of how Starrag stays true to its claim of 'Engineering precisely what you value'. And sometimes, less is more."
Impressum
Textquelle: Starrag
Bildquelle: Starrag
Publiziert von Technik und Wissen (ea)
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