Innovation und Interoperabilität 1

Für die Herstellung flexibler Transfermaschinen haben die Universität Brescia, Buffoli Transfer und Siemens gemeinsam eine innovative Lösung entwickelt, die Profinet als Bindeglied zwischen CNCs mit verschiedenen Architekturen und digitalen Antrieben der Serie Sinamics einsetzt.

Lange Erfahrung in der Herstellung innovativer Transfermaschinen, Mehrspindeldrehmaschinen und Mehrstationen-Bearbeitungszentren ist eine Stärke des italienischen Maschinenbauers Buffoli Transfer. Zudem verfügt das Unternehmen über eine stattliche Anzahl von Patenten, die in Hunderten von Maschinen weltweit installiert sind. Das Interesse für die Entwicklung technisch fortschrittlicher Lösungen beruht auf der Tradition des Unternehmens, das nach 1958 aus einem Fachbüro für Entwicklung und Konstruktion entstand.

“Die Entwicklung innovativer technischer Lösungen und die Bereitstellung sofort einsatzbereiter Herstellungsverfahren sind seit jeher die Stärke unseres Unternehmens“, erklärt Francesco Buffoli, derzeitiger stellvertretender Geschäftsführer und Leiter der Marketingabteilung. Als Begründung nennt er: „Die von uns entwickelten Komponenten lassen wir von Drittunternehmen fertigen. Diese sind für uns zu sehr guten Partnern geworden, mit denen wir nun schon lange und fruchtbar zusammenarbeiten.”

Aus dieser guten Partnerschaft entstand ein Entwicklungsprojekt für innovative Lösungen, an dem Siemens und die Universität Brescia mitwirkten. Diese hatte sich bereit erklärt, eine neue Steuerungslösung für Transfermaschinen mit digitalen Antrieben in einer interoperablen Umgebung zu entwickeln, bei der Profinet als einziger Kommunikationsbus eingesetzt wird. „Seit ungefähr 20 Jahren bieten wir NC-Transfermaschinen an, die mit einer von uns entwickelten CNC mit Multiprozessor ausgestattet sind“, fährt Franceso Buffoli fort.

„Diese CNC wurde seinerzeit extra entwickelt, um die Parallelität bei vielen Achsen und gleichzeitig aktiven Spindeln zu gewährleisten. Ein Vorgang, der typisch für Transfermaschinen und Maschinen mit mehreren Drehspindeln ist. Da wir immer etwas verbessern wollen und auch die Bedürfnisse unserer Stammkunden berücksichtigen möchten, haben wir uns für den Einsatz der neuesten Generation von Antrieben und Motoren mit der Antriebsfamilie Sinamics von Siemens entschieden.“

Für die typischen Anwendungsbereiche der Transfermaschinen mit hoher Parallelität wollte Buffoli aber auch nicht auf die Vorteile seiner numerischen Steuerung verzichten. Als Spezialisierung für dieses spezifische Marktsegment sieht der Hersteller beispielsweise die vereinfachte, auf die Gewohnheiten der Bediener von Transfer- und Stangenmaschinen ausgerichtete Benutzeroberfläche.

Das Unternehmen hat deshalb mit Siemens als weltweit agierenden Automatisierer zusammengearbeitet, um eine flexible Architektur mit hoher Leistung zu entwickeln. Diese ermöglicht sowohl eine Interoperabilität der digitalen Sinamics-Antriebe mit dem numerischen Steuerbaustein der Sinumerik-CNC von Siemens, als auch mit dem Buffoli-eigenen Steuerbaustein für Mehrspindeldrehmaschinen. Was hat es konkret gebracht?

Erstes Ergebnis dieser Zusammenarbeit war die Entwicklung eines Maschinenteils für eine flexible Transfermaschine, dessen Prototyp 2008 auf der Messe BiMu in Mailand vorgestellt wurde. Dort konnte eine mit Sinamics-Antrieben ausgestattete flexible Arbeitsstation wahlweise über die Sinumerik-CNC von Siemens oder die CNC von Buffoli unter Verwendung der Profinet-Kommunikation bedient werden. MitProfinet kann Buffoli weiterhin die isochrone Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen CNC, Antrieben und Motoren realisieren. Außerdem lässt sich die Maschine einfacher herstellen, da sie sowohl für die Echtzeitsteuerung als auch für die Remote-Überwachung und Diagnose nur ein einziges Kabel und eine einzige Technologie benötigt.

„Durch den Einsatz von Profinet können wir isochrone Kommunikationsleistungen mit Zykluszeiten von nur 250 Mikrosekunden gewährleisten. Zudem können wir auch eine einmotorige Maschine über eine einfache Ethernetverbindung fernsteuern. Und das alles mit einem einzigen Bussystems“, lobt Francisco Buffoli die Neuentwicklung.

Dank der hervorragenden Ergebnisse, die Buffoli mit dem Prototyp unter Verwendung der Kommunikationstechnologie Profinet erzielt hat, sieht sich das Unternehmen bestärkt, die Entwicklung dieser flexiblen Technologie fortzusetzen. Zurzeit wird eine neue flexible Transfermaschine hergestellt, die dieselbe Technologie nutzt. Hierbei handelt es sich um die Omni-Flex Tri-Center, ein Mehrstationenbearbeitungszentrum mit vier oder fünf Achsen. Diese technisch fortschrittliche Maschine stellt eine Mischung aus einem Bearbeitungszentrum und einer Transfermaschine dar und vereint somit deren Vorteile im Hinblick auf Flexibilität, Vielseitigkeit und Produktivität.  

Sie besteht aus einem Rundtisch mit vier Stationen, der sich fortwährend dreht (vierte Achse). Eine Station ist für das Laden/Entladen beziehungsweise das Wenden/Neupositionieren des Werkstücks vorgesehen. Die anderen beherbergen flexible Bearbeitungszentren mit Arbeitswegen von 350 mm in der X-Y-Richtung und 300 mm in der Z-Richtung, an denen entweder ein oder zwei Schraubstöcke (auch mit der fünften Achse rotierend), eine oder zwei spezielle Maß- und Spannvorrichtungen oder tatsächliche Bearbeitungszellen montiert werden können. Diese können mehrere Werkstücke aufnehmen. Die Werkzeug-Wechselzeit lässt sich auf diese Weise  einfach auf mehr als zwei Werkstücke verteilen.

In alle drei Arbeitsstationen lassen sich auch hochflexible Module mit innovativer Technologie von Buffoli integrieren, wie zum Beispiel schnelle und präzise statische Dreheinheiten, die auf dem Einsatz von Buchsen mit hydrostatischer Versorgung und Schrupp- und Gewindeköpfen für Monowerkzeuge von Buffoli basieren, extrem kompakte dreiachsige Bearbeitungsmodule, die sowohl waagerecht als auch senkrecht montiert werden können sowie dreiachsige Bearbeitungsmodule mit integriertem und fest mit der Spindel verbundenem Werkzeugwechsler. Das ermöglicht einen sehr schnellen Werkzeugwechsel in nur 2,5 s.

Dies ist auch eines der vielen technologischen Elemente, die die Hochleistungsmaschinen der Serie Trans-N-Center Maxi von Buffoli auszeichnen, welche kürzlich in Italien mit dem „Award della Meccanica 2009“ in der Kategorie Transfermaschinen-Neuheiten ausgezeichnet wurde. Für die Steuerung der mehr als 20 Achsen dieser Maschine entschied man sich ebenfalls für eine Anbindung der Sinamics-Antriebe über Profinet. Diese können entsprechend den Kundenanforderungen mit der Sinumerik-CNC oder der CNC von Buffoli verbunden werden.

Mit dem Trans-N-Center lassen sich die zahlreichen Vorteile der Transferarchitektur im Hinblick auf die Produktivität nutzen, da drei oder mehrere Bearbeitungszentren gleichzeitig arbeiten können. Darüber hinaus ist diese Transfermaschine so vielseitig, dass sie fünf oder sechs Werkstückoberflächen unterschiedlichster Geometrie bearbeiten kann. Die Werkstücke können dabei an vier oder fünf Achsen positioniert werden, was für hohe Flexibilität bei geringen Kosten für die Ausstattung sorgt. Das ermöglicht es, kleine bis mittlere Serien just in time zu produzieren. Die Architektur der Maschinen von Buffoli eignet sich sowohl für die Nutzung von speziellen Werkzeugausstattungen, wie Werkzeugen mit höherer Wiederholbarkeitsrate, als auch für sehr viel einfachere und kostengünstigere Ausstattungen für die Herstellung kleinerer Serien.

Buffoli im Detail
Konstruktive Partnerschaften
In den vergangenen Jahren konnte Buffoli seinen Umsatz deutlich steigern und seine Präsenz auf internationalen Märkten wie Deutschland, Osteuropa und Fernost ausweiten. Unlängst hat das Unternehmen einen Kooperationsvertrag mit der deutschen Firma Ketterer abgeschlossen, dessen Ziel es ist, sich gegenseitig in den Bereichen Wartung und Installation in beiden Ländern zu unterstützen. Dies zeigt, genauso wie die seit kurzem bestehende Zusammenarbeit mit Siemens, die starke Ausrichtung des Unternehmens auf den deutschen Markt.

„Die enge Zusammenarbeit mit Siemens gewährleistet unseren Kunden, dass ihnen stets technologisch fortschrittliche Produkte angeboten werden, getragen von Unternehmen, die fest an die Fortschritte technischer Innovationen glauben”, resümiert Francesco Buffoli. Und er detailliert seine Aussage: „Es handelt sich dabei aber nicht nur um einen Slogan, sondern um konkrete Initiativen von zwei Unternehmen, die überzeugt sind, dass nur durch ständige Verbesserung ein dauerhafter Markterfolg gewährleistet werden kann. Unsere Techniker haben sich bereits mit ihren Kollegen von Siemens an die Arbeit gemacht, um die Nutzung der Profinet-Technologie auszubauen. Hierbei wird die gesamte Sicherheitsverwaltung der Maschine in die Buskommunikation integriert. Damit wird die Maschine noch konkurrenzfähiger und effizienter.”