Direktantrieb-Spindeltechnologie

Beim Bohren von Baustahl wird für gewöhnlich ein Bohrspindelgetriebe eingesetzt, um die Drehzahl der Spindel zu reduzieren und das Drehmoment für die jeweilige Anforderung zu erhöhen. Bei einigen hydraulischen Spindelkonstruktionen wurde sie auch eingesetzt, um bei einer Dreispindel-Konfiguration für jede Spindel einen anderen Drehzahlbereich zu entwickeln.

Die Dreispindel-Konfiguration wird auch heute noch von einigen Herstellern angeboten, um bis zu drei verschiedene Durchmesser anbieten zu können. Leider ist der Drehzahlbereich jeder Spindel nicht in der Lage, den minimalen bis maximalen Bereich ganz abzudecken. Daraus ergibt sich, dass einige Werkzeuge aufgrund dieser Spindeldrehzahlbegrenzung nicht mit dem vom Werkzeughersteller angegebenen Drehzahlbereich betrieben werden können.

Die heutigen Werkzeuge können bis zu 5.000 Umdrehungen pro Minute benötigen, um die geplante Leistung zu erreichen. Damit Spindeln mit Getriebe hohe Spindeldrehzahlen erreichen können, ist in der Regel ein internes Kühlsystem erforderlich, um die bei dieser Drehzahl entstehende Wärme abzuführen.

Mit steigender Leistung der Spindelantriebe war FICEP in der Lage, eine Einspindel-Konstruktion mit einem automatischen Werkzeugwechsler zu verwenden, um verschiedene Lochgrößen zu bearbeiten. Diese Spindelkonstruktion kann den gesamten Drehzahlbereich abdecken, um verschiedene Werkzeugspezifikationen zu erfüllen.

1998 führte FICEP für ihren Bereich der Schmiedeprodukte einen direkt angetriebenen, voll programmierbaren Motor ein. Im Jahr 2009 wurde diese Direktantrieb-Spindeltechnologie dann in alle Bohranlagen des FICEP-Produktsortiments integriert.

Diese Branchenneuheit von FICEP brachte zahlreiche einzigartige Vorteile für den Hersteller mit sich:

  1. Durch den Wegfall des Getriebes konnten Drehzahlen von bis zu 5.000 U/min erreicht werden, ohne eine Überhitzung der Spindel fürchten und auf eine wassergekühlte Spindel zurückgreifen zu müssen.
  2. Der Wegfall von Mehrfachzahnrädern, Lagern und Dichtungen macht die Wartung nahezu überflüssig.
  3. Greater efficiency. One hundred percent (100%) of the horsepower of the motor is what is delivered to the cutting edges of the tool. It is not like a car where a mechanical transmission greatly reduces the power delivered to the wheels, for example.

Die Bereitstellung der ersten „Direct Drive“-Bohrspindel für die Industrie ist nur ein weiteres Beispiel für das Engagement, das das innovative Ingenieurteam von FICEP unseren Kunden widmet!

Die Portalbohranlage von FICEP für Träger revolutioniert den Herstellungsprozess von Brücken

Die herkömmliche Methode zur Herstellung von Brückenträgern lässt sich wie folgt beschreiben:

  • Die Löcher werden manuell angerissen.
  • Es werden Magnetbohrmaschinen eingesetzt, um Löcher an einem Ende des Trägers zu erzeugen.
  • Die Verbindungsplatten werden angeschraubt.
  • Der nächste Träger wird in die Anlage gebracht und manuell an dem Träger positioniert, an dem nun die Verbindungslöcher gebohrt und die Verbindungsplatte in der richtigen Position verschraubt wird.
  • Sobald die beiden Träger richtig ausgerichtet sind, werden die Verbindungslöcher an einem Ende des zweiten Trägers manuell gebohrt.
  • Sobald die Verbindungslöcher an einem Ende des Trägers Nr. 2 hergestellt sind, wird der Träger Nr. 1 entfernt.
  • Move girder #2 to the previous position of girder #1.
  • Nun findet das Anreißen am zweiten Ende des Trägers Nr. 2 statt.
  • Nach dem Bohren des zweiten Endes des Trägers Nr. 2 und dem Anschrauben an den Verbindungsplatten wird der Träger Nr. 3 manuell positioniert.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren wird für die restlichen Träger der Brücke fortgefahren.

Verständlicherweise nimmt der oben beschriebene Prozess enorm viel Platz im Werk und bis zu 50+ Arbeitsstunden für jede Verbindung in Anspruch. Diese herkömmliche Methode zur Herstellung von Brückenträgern war in der Vergangenheit die gängige Praxis in Brückenwerkstätten auf der ganzen Welt.

Kein Werkzeugmaschinenbauer hatte auch nur in Erwägung gezogen, diesen Prozess mit einer produktiveren Lösung in Angriff zu nehmen, bis FICEP diese Herausforderung im Jahr 2009 annahm. Die Herausforderung, neue Technologien zu implementieren, ist bezeichnend für FICEPs Engagement, Innovationen voranzutreiben. Derzeit bietet FICEP die einzige Lösung, die diesen Prozess automatisiert und manuelle Arbeiten bei der Herstellung von Trägern überflüssig macht.

Wie hat FICEP das geschafft?

FICEP griff auf bestehende Entwicklungen zurück und integrierte diese mit Spitzentechnologie, um die Herausforderungen zu bewältigen und wie folgt NEUE Prozesse zu schaffen:

  • Da ein Teil der Aufgabe darin bestand, den im Werk benötigten Platz zu reduzieren, und da die Träger bis zu 50 Meter lang sein können, wurde eine Portallösung entwickelt. Indem der Träger seine Position einhält und der Bohrer sich bewegt, reduziert sich bei diesem Ansatz die Gesamtlänge des CNC-Systems im Wesentlichen auf die Länge des maximal zu bearbeitenden Trägers.
  • Girders are engineered typically with extensive camber and sweep plus they are not always dimensioned as drawn.
  • Die Portalbohranlage von FICEP für Träger hat keinen Maschinennullpunkt, so dass es nicht notwendig ist, einen 50 Meter langen Träger manuell an mechanischen Nullpunkten zu positionieren.
  • Sobald der CNC-Prozess gestartet ist, wird die Lasertechnologie eingesetzt, um die physischen Positionen des gesamten Trägers zu messen, damit die Software die erforderlichen Nullpunkte bestimmen kann. Da der Träger nach dem Schweißen eine Toleranz aufweist, sind die festgelegten Nullpunkte für jeden einzelnen zu bearbeitenden Träger eindeutig.
  • Nach Abschluss des Laserscanzyklus beginnt die Dreispindel-Portalbohranlage mit dem Bohren der erforderlichen Löcher gemäß den physischen Positionen der auf dem jeweilig zu bearbeitenden Träger festgelegten Nullpunkte.
  • In den meisten Fällen haben die Löcher in den Flanschen und im Steg nicht dieselben Längenkoordinaten, da die Löcher im Steg in der Regel beispielsweise schräg angeordnet sind, so dass jedes Stegloch eine andere Längenkoordinate aufweist. Selbst wenn die Löcher in zwei der Flächen die gleiche Längenkoordinate haben, ist der Träger wahrscheinlich nicht parallel zum Verfahrweg des Portals angeordnet.

Um die Produktivität des Endeavor-Trägerportalbohrgeräts zu steigern, bestand die einzigartige Lösung von FICEP darin, dass jede Spindel über eine eigene Unterachse verfügt. Diese Konstruktion ermöglicht es dem Portalbohrer, Löcher in allen drei Flächen des Trägers zu erzeugen, auch wenn die Löcher nicht ausgerichtet sind.

Die Stegspindel des FICEP-Trägerportals kann außerdem um bis zu 90° in jede Richtung gedreht werden, um Schaftfräsungen durchführen zu können.

Da der Träger stationär ist und die Spindeln über eine eigene unabhängige Unterachse verfügen, können sie auch das Fräsen und die Schweißnahtvorbereitung mit hoher Geschwindigkeit durchführen, da jede Spindel von einem 31 kW starken „Direktantrieb“ angetrieben wird, sodass die volle Motorleistung zur Verfügung steht was an das Tool geliefert wird. Es gibt keinen Leistungsverlust, da es sich um einen „Direktantrieb“ handelt und kein Getriebe erforderlich ist, das die an das Werkzeug abgegebene Leistung verringert.

Der extrem große Bearbeitungsbereich ermöglicht in Verbindung mit dem Fehlen eines festen Bezugspunkts die Laserprüfung und -bearbeitung großer, einzigartiger Schweißteile.

Der Endeavour Girder Gantry-Bohrer stellt eine weitere innovative FICEP-Neuheit dar, die unseren Geschäftspartnern hilft, mit alternativen Materialien wie Beton zu konkurrieren.

FICEP „Intelligente Stahlfertigung“

1988 erfand und installierte FICEP die erste mit einem vollautomatischen Materialhandlingsystem integrierte Fertigungsanlage für den Stahlbau. Das war nur der Anfang, denn FICEP ist mit Hunderten von Installationen weltweit der klare Marktführer für automatische Systeme! In den letzten 30 Jahren hat FICEP die Produktivität dieser umfassenden automatisierten Technologie drastisch erhöht. Zu verdanken ist dies dem kontinuierlichen Engagement, das FICEP der Entwicklung von branchenführenden Software- und Hardwarelösungen widmet.

Die Herausforderung
Seit der Erfindung der ersten automatisierten Mehrspindel-Bohranlage durch FICEP im Jahr 1965 wurden nicht nur die Bohrvorschübe und Positioniergeschwindigkeiten des zu bearbeitenden Materials, sondern auch die Leistung der Bohrspindelachse erheblich verbessert. Der Prozess zur Effizienzsteigerung der Bohranlagen und zur Beseitigung von nicht-produktiven Zyklen konnte derzeit durch die Hilfsachsen-Spindelpositionierung zur Verbesserung der „Span-zu-Span“-Zeit stabilisiert werden.

FICEP-Bohr-/Sägesystem mit Hilfsachsen-Spindelpositionierung
Seit der Einführung des ersten vollautomatischen Materialhandlingsystems im Jahr 1988 hat man sich bei Ficep darauf konzentriert, die Effizienz des Materialflusses durch die Anlage zu optimieren..

Die Herausforderung bestand darin, den Prozentsatz der Zeit zu erhöhen, in der die Bearbeitungszentren (Sägen, Bohren, Anreißen, Ausklinken, Fräsen, thermisches Schneiden und Strahlen) aktiv mit der Bearbeitung beschäftigt sind und nicht darauf warten, mit dem nächsten Profil zu beginnen.

Wie wird das optimale Layout bestimmt?
Es gibt keine zwei Stahlfertigungsunternehmen, deren Anlagen gleich sind. Die Kombination aus dem Layout einer Werkshalle, dem Produktmix, den erforderlichen Prozessen und dem benötigten Durchsatz stellt uns vor die einzigartige Herausforderung, das optimale Layout zu gestalten. Normalerweise werden frühere Aufträge unterschiedlicher Art heruntergeladen, um einen spezifischen Produktivitätsbericht auf der Grundlage des Auftragstyps zu erstellen.

Bis zur Entwicklung der „Systemsimulation“ durch FICEP basierte die Planung eines Anlagenlayouts in der Regel auf einem Interviewprozess mit dem Kunden. Ziel war es, ein Layout, basierend auf einigen fundierten Vermutungen und Annahmen, zu erstellen. Heute nutzt FICEP eine proprietäre Software, mit der verschiedene Auftragstypen und Anlagenlayouts für eine detaillierte Produktivitätsanalyse simuliert und bewertet werden können.

Geteilte Arbeitseinheiten im Vergleich zu Tandemsystemen, Einsatzmöglichkeiten/Merkmale von Schiebebühnen und Größe von Materiallagerzonen sind nur einige der Variablen, die bewertet werden müssen.

Die „Systemsimulation“ ist ein Prozess, bei dem potenzielle Layouts auf der Grundlage des Personalbedarfs, der Fähigkeiten, des Durchsatzes und der Engpässe bewertet werden. Aktuelle Aufträge oder Sequenzen werden in die PLM-Software importiert, die mit der Materialverschachtelung beginnt und leistungsstarke Algorithmen verwendet, um die Produktion auf die effizienteste Weise zu organisieren. Sobald die optimierte Arbeitslast heruntergeladen ist, zeigt der „System-Simulator“ die Bearbeitung der multiplen und fertigen Teile in einem 3D-Videomodus, um die tatsächlichen Prozesszeiten wiederzugeben, die für die Herstellung dieser Produktionsfreigabe erforderlich sind. Der „System-Simulator“ zeigt, wo Engpässe entstehen und identifiziert Bearbeitungszentren, die nicht ausgelastet sein können und auf zu fertigendes Material warten. Dieses innovative Verfahren ermöglicht es, verschiedene Gestaltungsentwürfe zu vergleichen und weiter zu modifizieren, um zu ermitteln, mit welcher Gestaltung die maximale Flexibilität und Produktivität erreicht wird.

Wie steigert die „Systemsimulation“ Ihre tägliche Produktivität?
Sobald die für die Stahlfertigungsanlage vorgesehene Arbeitslast festgelegt ist, entwickeln die Algorithmen der Software die optimalen Sequenzen für die ausgewählte Produktionsfreigabe. Vor dem Start der eigentlichen Produktion kann die „Systemsimulation“ mögliche Engpässe und nicht ausgelastete Bearbeitungszentren ermitteln. Nach ihrer Ermittlung kann diese innovative Software zeigen, wie die Gesamtproduktivität des Systems durch Änderungen oder Ergänzungen der anstehenden Produktionsfreigabe gesteigert werden kann.

Wie funktioniert die intelligente Stahlfertigung?
Wenn mehrere Profile auf die Anlage geladen werden, scannt der Materialhandler den entsprechenden Strichcode aus der Schnittliste in das System ein.

Die Profile werden automatisch positioniert, ohne dass das System einen Bediener oder eine Aufsichtsperson benötigt. Der Weg durch die Anlage oder die Weiterleitung zu den entsprechenden Arbeitseinheiten richtet sich nach den erforderlichen Prozessen und der optimalen Nutzung der Systemfähigkeiten. Wenn ein multiples oder geschnittenes Teil in jede Arbeitseinheit eintritt, wird die Lagerlänge überprüft und das entsprechende CNC-Programm automatisch ausgewählt, um die gewünschte Bearbeitung durchzuführen.

Vorteile
Die Vorteile der „intelligenten Stahlfertigung“ sind zahlreich und kosteneffizient. Die meisten der heute von FICEP verkauften und installierten Systeme sind mit der „intelligentem Stahlfertigung“ ausgestattet, da die Vorteile umfassend und leicht zu rechtfertigen sind, denn die Kosten für die Automatisierung stellen im Verhältnis zu den Gesamtkosten des Systems nur eine minimale Investition dar.

Zusammenfassung der Vorteile
Systemabläufe

  • Die Profile werden automatisch verschachtelt, um die Materialnutzung zu maximieren.
  • Die mit dem Laden des Materials verbundene Dateneingabe erfolgt mittels Strichcodelesung, um mögliche Fehler auszuschließen.
  • Es ist nicht notwendig, dass der Bediener das richtige Programm auswählt, damit das auf den Zuführförderer geladene Teil bearbeitet wird.
  • The stock length is automatically verified.
  • Das Material wird auf die effizienteste Weise und ohne menschliches Eingreifen weitergeleitet.
  • Loss of time for an operator to organize and move material through the system is eliminated.
  • Alle Materialfunktionen finden in verdeckter Zeit statt, während die Bearbeitungszentren die erforderlichen Prozesse durchführen.
  • Effizienz und Produktivität stehen bei diesem System im Vordergrund. So werden beispielsweise mehrere Teile automatisch auf den Zuführförderer der Strahlmaschine geladen, wobei der richtige Abstand zwischen den einzelnen Profilen eingehalten wird, um die Vorteile des Strahlbildes voll auszunutzen.
  • Alle zuvor zur Produktivitätserhöhung eines manuellen Materialhandlingystems erforderlichen Bediener sind nicht mehr notwendig und werden durch einen einzigen Bediener ersetzt. In der Regel hat der Bediener Zeit, um die Be- und Entladvorgänge am System durchzuführen.
  • Während des laufenden Prozesses kann die intelligenten Stahlfertigung auf 4D zurückgreifen, um den Produktionsprozess in ein 3D-Modell hochzuladen und den Echtzeitstatus der einzelnen Profile grafisch im Modell darzustellen.
  • Ebenso können die Produktionsdaten in Echtzeit auf einem Smartphone angezeigt werden.

EUROBLECH

Ficep will be present with its own booth at EUROBLECH show which will take place in Hannover from 25th to 28th October.

Our staff will be at your complete disposal to show you all the news in our production range, and particularly you will have the chance to see first hand our CNC system for plates thermal cutting and drilling, and our new 9-axes articulated robot NOZOMI.

Moreover, every day we will organize live demo from our Showroom in Gazzada (Italy) to introduce to you our full range!

For more info about how to reach the show, please go to: https://www.euroblech.com/en-gb.html

FABTECH

We are pleased to invite you to visit our booth at FABTECH show which will take place in Atlanta from 8th to 10th November.

Ficep Italy together with our US subsidiary Ficep Corporation will be at your disposal to give you all the required information about our production range, and to show you first hand some of our most demanded systems for the processing of plates and profiles for the steel fabrication industry:

  • CNC system for plates thermal cutting and drilling KRONOS
  • Monospindle CNC drilling line for profiles EXCALIBUR
  • Angle punching and shearing line A204
  • Plate drilling and marking line P27E

For more info about how to reach the show, please go to: https://www.fabtechexpo.com/

MOLDPLAS

Our partner for the Portuguese market DNC TECNICA will be one of th exhibitors at MOLDPLAS show in Batalha.

The show is particularly addresssed to molds and plastic industries, but it also leaves high consideration to other sectors and technologies.

Ficep will be therefore present on our parner booth to give you all the required information on our full production range.

For more info about how to reach the show, please go to: https://exposalao.pt/en/feira/moldplas

BIMU

Ficep will be present with its own booth at the biannual appointment with BIMU, the main and most important Italian exhibition dedicated to the industry of machine tools manufacturing, which will take place in Milan (Italy) from 12th to 15th October.

Our staff will be at your complete disposal to show you all the news in our range of machines either for the steel fabrication and for the forging industry.

Particularly you will have the chance to see first hand our CNC system for plates thermal cutting and drilling, and our Automatic disc saw for bars S56.

Moreover, from Wednesday to Friday we will organize live demo from our Showroom in Gazzada (Italy) to introduce to you our full range!

For more info about how to reach the show, please go to: https://www.bimu.it/en/

METAL MADRID

Come to visit our booth at METAL MADRID show which will take place in Madrid on 19th and 20th October.

Ficep Italy together with our subsidiary Ficep Iberica will be at your complete disposal to introduce to you our full production range, and all our latest news for the steel fabrication and forging industries.

For more info about how to reach the show, please go to: https://www.advancedmanufacturingmadrid.com/en/metalmadrid-2/

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