CNC-gestützte Fensterbearbeitung

Ganzheitliche Lösungen fürs Fenster

Der seit Jahren anhaltende Trend in der Fensterherstellung, weg von der Winkelanlage hin zum CNC-Bearbeitungszentrum setzt sich weiter fort. Die Vorteile einer CNC-gestützten Fensterbearbeitung sind an sich hinlänglich erörtert worden. Auf Basis der Fertigungsmöglichkeiten und Einsatzbedingungen wurden auch sämtliche neuartigen Eckverbindungen, wie PlugTec, Prüller-Zapfen, Hybrid-Ecken oder auch die Connect-Ecken in Fachbeiträgen bewertet und diskutiert. Wir ziehen ein Fazit und beschreiben, was maschinentechnisch machbar ist.
 Centateq S-900 Automatisierte Fensterfertigung - vom Einstieg bis zu individuellen Anlagen-Konzepten
Centateq S-900 Automatisierte Fensterfertigung – vom Einstieg bis zu individuellen Anlagen-KonzeptenBild: Homag Group AG

Kompaktheit sowie zum Beispiel die Fertigung von Wetterschenkeln für den Altbau sind Themen bei nahezu allen ausgelieferten Maschinen. Allerdings sind alle diese diskutierten Themen immer mehr unter einem Gesichtspunkt zu sehen: der Einsparung kostbarer Mitarbeiterzeit bei gleichzeitig erhöhter Flexibilität sowie besserer Qualität der ausgelieferten Fenster. All das läuft vor dem Hintergrund von weniger Fenstern im Bereich Neubau und der Hinwendung zum sogenannten Altbau.

 Eckverbindungen mit modernster CNC-Technik produziert - PlugTec von Leitz
Eckverbindungen mit modernster CNC-Technik produziert – PlugTec von Leitz Bild: Homag Group AG

Die automatisierte Ecke

Diese Entwicklungen ziehen andere Anforderungen an den Fensterbauer nach sich. Die vorher genannten Eckverbindungen sind unter dem Aspekt ‚automatisierte Ecke‘ zu sehen. Ein Eintreiben von Dübeln ist nicht mehr erforderlich.

 Eckverbindungen mit modernster 
CNC-Technik produziert - 
Zuani-Prüller - Eckverbindung
Eckverbindungen mit modernster CNC-Technik produziert – Zuani-Prüller – EckverbindungBild: Zuani Deutschland GmbH

Oftmals ist die Schlitz/Zapfen-Eckverbindung mit einer gestemmten Ecke im Bereich der Flügel kombiniert. Der zeitliche Aufwand des Herstellens der gestemmten Eckverbindung verschwindet meist durch die Automatisierung der Ecke, da alles aus einem Stück gefertigt werden kann. Homag-Maschinen können hier an die weitere Verarbeitung angepasst werden. Das heißt Einzelteil-Imprägnierung und -Lackierung berücksichtigen auch die veränderten Quellmaße. Auch der Zapfen wird anpasst, um die optimale Eckenqualität zu garantieren.

Spannung im Falz – Besondere Anforderung der Altbausanierung

Die besonderen Ansprüche im Bereich Altbau stellen sich durch die hier geforderten schmalen Ansichten: Stulpbreiten unter 100mm, Ansichtsbreiten unter den 70mm sind hier die Voraussetzung. Daraus ergibt sich die Herausforderung des Spannens der Teile. Um eine Spannbrücke von 8mm zu erreichen, müssen die Teile für die Falzspannung flexibel eingespannt werden.

Hier setzt der Powerprofiler Maßstäbe. Nahezu alle Profile sind spannbar durch den Umsetzer und das Umspannen der Teile außerhalb der Maschine. Ebenso ist bei Altbaufenstern die Spannung sehr kurzer Teile, wie z.B. der Wetterschenkel, unverzichtbar. Hier geht es vorrangig um die stirnseitige Bearbeitung der eingeschobenen Wetterschenkel. Die 115mm als Maß für das kürzeste Teil im Homag-Automatik-Betrieb stellen kein Problem dar. Eine Selbstverständlichkeit ist die Fertigung aufgeklebter Sprossen auf der Maschine. Meist wird das im Doppelpack realisiert.

Automatisierte Glasleistenfertigung ohne Mehraufwand

Eine wieder zu neuem Leben erweckte Diskussion ist die Fertigung der Glasleiste auf der Maschine. So wie schon zum Start der CNC-Fensterfertigung in den 1990er Jahren war das ein sehr wichtiges Thema. Doch die Fertigung der Glasleiste wurde dann im Laufe der Zeit der erhöhten Geschwindigkeit geopfert.

 Eingehängte Wetterschenkel mit filigranem Querschnitt-CNC genau gefertigt
Eingehängte Wetterschenkel mit filigranem Querschnitt-CNC genau gefertigtBild: Homag Group AG

Allerdings stellt sich die Fertigung der Glasleiste in einem komplett neuen Licht dar, wenn all das im Gesamtkontext der aufzuwendenden Zeit der Mitarbeiter innerhalb des Betriebes für die Profilierung des Glasstabes und für das Einschneiden der Glasleiste betrachtet wird.

Durch den Homag-Umsetzer besteht die Möglichkeit die Glasleiste nicht nur automatisiert in Hinblick auf Breite als auch Längengebung auf der Maschine zu fertigen, sondern auch diese innerhalb der Maschine aus dem Flügel innen auszubrechen und abzulegen, um dann noch den Flügel Glasfalz finish zu fräsen. Selbst das Konzept der sieben Leisten, sprich noch drei weitere Leisten, quasi als Reserve aus dem Rahmen innen zu haben, stellt den powerProfiler vor keine Herausforderung. So kann oftmals vermieden werden, noch zusätzlich zur Investition in eine Fensteranlage sich auch noch eine neue Hobelmaschine anschaffen zu müssen.

 Eingehängte Wetterschenkel mit filigranem Querschnitt CNC genau gefertigt
Eingehängte Wetterschenkel mit filigranem Querschnitt CNC genau gefertigtBild: Homag Group AG

Rundbogenfertigung – Software woodWOP hilft dank einfacher Programmierung

Im Altbau werden vermehrt die Fenster in Rund-, Segment- oder auch Korbfenster-Formen nachgefragt. Man kann zwar all diese Formen auf einer weiteren Beistellmaschine fertigen – einer herkömmlichen Konsolenmaschine. Doch nicht überall steht der Platz oder auch das Geld für eine derartige Lösung zu Verfügung. Auch hier bietet der Homag powerProfiler die Möglichkeit, diese Sonderformen entweder auf der optionalen Konsole zu fertigen oder in einer segmentierten Form auf der Automatik-Seite. Speziell bei Korbbögen können diese komplett in wenigen Einzelteilen inklusive der passenden Glasleiste auf der Maschine gefertigt werden.

Dies spart die Zeit, diese entweder auf Tischfräsen oder auf beigestellten Maschinen zu fertigen. Auch die Folgekosten für Maschinen-Instandhaltung, Werkzeugbeschaffung werden dadurch auf ein Minimum reduziert. Bei echten Rundbögen sollte immer noch auf die bewährte Variante, Fertigung in einem Teil zurückgegriffen werden. Auch die Fertigung von Plattentüren oder von Füllungen, wie für Rahmenhaustüren notwendig, können auf dem optionalen Konsolentisch hergestellt werden. All diese Notwendigkeiten funktionieren nur mit einem dafür ausgelegten Programm. Alle Homag-Maschinen basieren auf der Ansteuerung der Homag eigenen Programmbasis woodWOP. Sonderformen können über woodWOP durch den Maschinenbediener oder in der Arbeitsvorbereitung selbst erstellt werden. Keinerlei Lizenzgebühren fallen hierfür an. Eine Erweiterung des Maschinenparks und die Übertragung der Programme von einer Maschine auf die andere sind problemlos möglich.

Von der Einzelmaschine bis zur verketteten Zelle

Somit bietet Homag für kleine und mittlere Fensterbauer die Möglichkeit weiterhin mit einer schlanken Stammmannschaft Fenster individuell zu erstellen und ihre Kunden zufrieden zu stellen. Die Centateq S-800 mit skalierbarer Leistung von bis zu 40 Fenstereinheiten wird passend für jegliche Kundenanforderung zusammengestellt. Für größere Leistungseinheiten steht hier die Centateq S-900 parat und produziert bis zu 70 Fenstereinheiten auf einer Maschine.

Sollten größere Fensterlose benötigt werden, setzt Homag hier auf die Redundanz, sprich auf die sinnvolle flexible Verkettung mehrerer Maschinen miteinander. So ist immer gewährleistet, dass eine Produktion aufrechterhalten werden kann. Bei unflexiblen, verketteten Anlagen ist das nicht der Fall. Durch die Kombination standardisierter Einzelanlagen bleibt die Anlagentechnik einfach bedienbar und überschaubar. Auch hier können die Anlagen kombiniert werden. Je nach Anforderung an das zu produzierende Variantenspektrum können das zum Beispiel reine Konsolenmaschinen mit powerProfilern Centateq S-800 und/oder mit Centateq S-900 sein.

Eine derartige Verkettung oder eine Erhöhung der mannarmen Laufzeit der Maschine kann in der großen oder in der kleinen Lösung kostengünstig durch eine simple Verlängerung des Werkstückpuffers realisiert werden. Möglich ist das auch durch eine Beschickung mittels Hordenwagen oder durch eine Verkettung mit einer Roboter Beschickung oder sogar durch die Zuführung der Teile über Flurförderfahrzeuge.

Bei solche leistungsstarken Anlagen muss darüber nachgedacht werden, die Laufzeit sowie die Qualität der Werkzeuge zu erhöhen. Außerdem können die gefertigten Teile über Softwarefeatures steigen ebenso die für Werkzeugstandweg-Überwachung, bis hin zu dem in der Maschine integrierten Werkzeugreinigungssystem.

Wird eine Maschinenvariante ausgelegt, egal ob im einfachen Handwerksbetrieb oder bei größeren Fensterherstellern, ist es immer unabdingbar alle zu fertigenden Fensterprofile in allen Varianten im Vorfeld zu kennen. Auf diesen basieren Kosten und Zeiten. Hier werden die Werkzeugkonzepte erarbeitet, die wiederum für die Leistungsdefinitionen notwendig sind.

Um auf der Baustelle Überraschungen zu vermeiden, hat Homag immer darauf gesetzt, alle besprochenen Profile im eigenen Betrieb mit dem Kunden und mit dem Branchenhaus einzufahren.

Ein einfaches Nachjustieren wie ehedem auf Winkelanlagen ist dabei kaum möglich. Schließlich wird nicht einfach eine Maschine verkauft, sondern in der Regel die Fertigung hinterfragt und neu definiert. Bis zur Abnahme der Maschine beim Kunden vor Ort gilt das Besprochene als Basis für dieses Projekt. Weitere Varianten oder Ergänzungen können aufgrund der flexiblen CNC-Technik jederzeit nach dem Projekt-Ende vorgenommen werden.

Alle im Vorgang angesprochenen Punkte, wie die Eckverbindung, Glasleistenproduktion, Rundbogenfertigung, Anzahl des Splittingsgrades der Werkzeuge haben Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Maschine. Davon hängt auch der Umfang der Dienstleistungen ab – damit die Zeit und die Kosten, die für das Projekt veranschlagt werden müssen.

Autor: Michael Mosner, Application Engineering; CNC Processing, Homag GmbH

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