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CNC-Stationärbearbeitung 39 www.hob-magazin.com Bild 15: Marktanteile der Bauweisen von Maschinenkapselungen Bild 16: Marktanteile der Werkstoffe der eingesetzten Schutzvorhangsysteme Holzbranche von der ersten Bearbeitung des Rohholzes bis hin zum Fertigprodukt als überdurchschnittlich großer Energieverbraucher. Mit durchschnittlich 45 Prozent hat die Absaugung den mit Abstand größten Bedarf an elektrischer Energie, gefolgt vom Stromverbrauch der Bearbeitungsmaschinen selbst. Für Maschinenhersteller ist daher Ressourcen- und Energieeffizienz eine feste Zielgröße. Ein automatisierter oder manueller Stand-by-Betrieb ist heute bei circa 80 Prozent der angebotenen Maschinen in der CNC-Technik Standard. Hohes Einsparpotenzial beim Energieverbrauch liegt weiterhin in einer prozessabhängigen Aktivierung der Absauganlage. Wie Bild 14 zeigt, verfügen etwa 90 Prozent der Maschinen über eine Kommunikationsschnittstelle zu Absaugsystemen und circa 85 Prozent über eine prozessabhängige Vakuumbereitstellung. Durch gezieltes Aktivieren von Nebenaggregaten werden so maschinenseitig wesentliche Einsparpotenziale erschlossen. Weitere Potenziale liegen in Maßnahmen wie der Speicherung und Rückgewinnung der Bremsenergie von Antrieben. Entsprechende Lösungen werden bei der Hälfte der Maschinen optional angeboten. Maschinensicherheit Um eine Gefährdung des Maschinenbedieners zu vermeiden, müssen stationäre Maschinen in der Holzbearbeitung gekapselt werden. Maschinenumhausungen lassen sich in stationäre und bewegte Kapselungen einteilen. Aufgrund großer Arbeitsräume werden Maschinenumhausungen in Holzbearbeitungszentren häufig als mitfahrende Teilkapselungen mit Vorhangsystemen zum Überfahren der Werkstücke ausgelegt. Besonderes Augenmerk ist hier auf eine leichte Gestaltung der Kapselung zu legen, um die bewegten Massen an der Maschine möglichst gering und die Dynamik, Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz möglichst hoch zu halten. Speziell bei der Bearbeitung von Kunst- und Faserverbundwerkstoffen werden vermehrt stationäre Maschinenumhausungen eingesetzt, die den kompletten Arbeitsraum der Maschine abschirmen. Der Bediener soll so vor herumgeschleuderten Stücken bei Werkzeugbruch und feinen Stäuben bei der Zerspanung faserverstärkter Werkstoffe geschützt werden. Für feste trennende Schutzeinrichtungen werden zu 58 Prozent konventionelle Stahlbleche eingesetzt. Bei etwa der Hälfte derartiger Kapselungen werden mit zusätzlichen Maßnahmen (zum Beispiel Akustikschaum) die Schallemissionen reduziert. Bei einem Großteil der Bearbeitungszentren werden mittlerweile die mitfahrenden Maschinenumhausungen mit Leichtbauwerkstoffen ausgeführt, etwa mit glasfaserverstärktem Kunststoff und Polycarbonat. Der Trend hin zum Einsatz von Leichtbauwerkstoffen in Maschinenumhausungen ist seit 2011 feststellbar. Seither ist ihr Anteil von 21 auf derzeit 42 Prozent gestiegen. Bei circa 43 Prozent der Kapselungen finden verschiedene Absorberschaumstoffe zur Reduzierung des Maschinenlärms Verwendung. Um einen ausreichenden Schutz gegen Werkzeugbruchstücke zu gewährleisten, werden am Markt verfügbare Bearbeitungszentren überwiegend mit Vorhangsystemen aus hochfesten, beschichteten Textilgeweben, PVC und Aramidgeweben ausgerüstet. In Bild 16 sind die Marktanteile der Schutzvorhangsysteme dargestellt. Digitalisierung und Vernetzung Allen voran stehen die Themen Digitalisierung und Vernetzung momentan im Fokus der Hersteller. In diesem Zuge werden insbesondere digitale Plattformen immer wichtiger, um die Bedienung der Maschinen zu vereinfachen sowie eine digitale Infrastruktur für ganzheitliche Lösungskonzepte zu Themen wie ,Condition Monitoring‘ und ,Predictive Maintenance‘ zu ermöglichen. Für eine vernetzte Produktion müssen die Systeme zudem herstellerunabhängig miteinander kommunizieren und ein Netzwerk bilden können. Ohne ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll, das Maschinen und Anlagen unterschiedlicher Anbieter verbindet, ist eine ganzheitliche Vernetzung nicht möglich. Unter der Federführung des VDMA Holzbearbeitungsmaschinen erarbeitet derzeit eine Arbeitsgruppe, bestehend aus Altendorf, Biesse, Bürkle, Homag, IMA Schelling, SCM, Weber und Weinig/ Holz-Her, eine einheitliche Sprache beziehungsweise Schnittstelle für die Kommunikation von Holzbearbeitungsmaschinen, ERP/ MES-Systemen und Clouds. Zusammenfassung und Ausblick Dieser Beitrag beinhaltet und analysiert die Marktdaten derzeit verfügbarer CNC-Bearbeitungszentren für die Holzbearbeitung, welche zunehmend auch für die Kunststoff- und Verbundwerkstoffbearbeitung eingesetzt werden. Grundlage sind Daten von insgesamt 15 europäischen Herstellern mit insgesamt 94 Baureihen. Gegenüber dem Trend der letzten Jahre zu immer höheren Drehzahlen und Spindelleistungen zeigen sich aktuell andere Ausprägungen in den Angeboten der Hersteller. Neben Maschinen, die hohe Anforderungen bezüglich Produktivität und Kundenwünsche erfüllen müssen, werden zunehmend kompakte, kostengünstige Einsteigermodelle angeboten. Zugleich steigt die Vielfalt der Erweiterungs- und Ausrüstungsmöglichkeiten, etwa durch Zusatzaggregate und Softwaretools. Auffällig sind zudem die Bemühungen nahezu aller Hersteller in Hinsicht auf eine intuitive, einfache Maschinenbedienung und -steuerung. In einem Atemzug können die Themen Automatisierung, Digitalisierung und Vernetzung als aktuelle und sicherlich zukünftig bestimmende Themen genannt werden. u www.ifw.uni-stuttgart.de


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