Für den Zuschnitt von Bilderrahmen-Rückwänden hat die HALBE-Rahmen GmbH eine neue Wasserstrahlanlage mit einem 3D-Portal aus item Komponenten realisiert.
Bei einem Bilderrahmen fällt zuerst das Bild ins Auge. Die Rückwand, die das Bild eigentlich im Rahmen hält, rückt dabei in den Hintergrund. Doch auch dieser Teil eines Bilderrahmens muss passgenau gefertigt sein. Bei der HALBE-Rahmen GmbH werden dafür Hartschaumplatten mit einem Wasserstrahl zugeschnitten. In einem 3D-Portal führen Lineareinheiten einen Schneidkopf entlang der vorgegebenen linearen Schnittbahnen über eine Hartschaumplatte, während der Wasserstrahl die Konturen ausschneidet.
Die Wasserstrahlanlage übernimmt damit einen zentralen Fertigungsschritt. Daher sind die Anforderungen an ihre Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit hoch. „Mit dieser Maschine werden wichtige Rahmenteile geschnitten. Steht die Anlage still, kommt auch die Fertigung zum Erliegen“, erklärt Niklas Schwandt von HALBE-Rahmen. Als die bisherige Wasserstrahlanlage ausfiel, musste daher schnell eine neue Lösung her. Aus diesem Grund entschied sich HALBE-Rahmen für die eigenständige Realisierung einer komplett neuen Anlage aus item Profiltechnik: Für das Grundgestell und ein Regal für die Wasserpumpe kommen Aluminiumprofile verschiedener Baureihen zum Einsatz, während item Lineartechnik für die Bewegung des Schneidkopfs zuständig ist.
Die neue Wasserstrahlanlage für den Rückwandzuschnitt
HALBE-Rahmen aus Kirchen/Sieg entwickelt und fertigt seit 1946 hochwertige Bilderrahmen mit „Made in Germany“-Qualität. Mit dem Magnetrahmenprinzip hat das Unternehmen einen Standard für einfaches, professionelles Einrahmen gesetzt. Ihre Rahmen kommen bei Privatpersonen, Fotografen und Galerien zum Einsatz.
Mit der neuen Wasserstrahlanlage nimmt das Unternehmen eine zentrale Produktionsaufgabe wieder in die eigene Hand. Auslöser war der Ausfall der bisherigen Anlage. Für den Neuaufbau fiel dabei die Wahl auf item Profiltechnik und Komponenten des item Linearsystems.
Das Herzstück der neuen Wasserstrahlanlage ist ein 3D-Portal aus verschiedenen item Aluminiumprofilen.
Das Herzstück der neuen Wasserstrahlanlage ist ein 3D-Portal aus item Aluminiumprofilen in verschiedenen Abmessungen der Baureihen 8 und D30. Im 3D-Portal wird ein Wasserstrahlschneidkopf mithilfe von Lineareinheiten bewegt, um 2D-Zuschnitte aus Hartschaumplatten zu fertigen. Die elektrische Steuerung basiert auf Siemens-Komponenten und verarbeitet G-Code. Die darin hinterlegten Schnittbahnen sind auf einen optimierten Zuschnitt ausgelegt.
Lineareinheiten für verschiedene Verfahrwege
Für die Bewegung des Schneidkopfs setzt HALBE-Rahmen auf verschiedene Lineareinheiten. Zwei item Lineareinheiten KLE 8 verfahren in der XY-Ebene: Die X-Achse deckt einen Verfahrweg von 3600 Millimetern ab, die Y-Achse hat einen Verfahrweg von 1650 Millimetern. Bei der über Zahnriemen geführten Lineareinheit liegen die Rollen geschützt im Aluminiumprofil. Auch weitere bewegliche Elemente werden vom Zahnriemen verdeckt, sodass nur der Schlitten außerhalb des Profils liegt. Das steigert den Arbeitsschutz und verhindert die Verschmutzung von Rollen und Führungen.
Für Z-Bewegungen der Schneiddüse innerhalb des 3D-Portals kommt die Lineareinheit KGT 6 mit 200 Millimetern Verfahrweg zum Einsatz. Diese Lineareinheit mit Kugelgewindetrieb vereint einen belastbaren Schlitten mit kompakter Bauform und präziser Positionierung. Der Spindelantrieb eignet sich für die exakte Bewegung der Schneiddüse. Die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,01 Millimeter. Die Spindelsteigung von 20 Millimetern pro Umdrehung ermöglicht hohe Vorschubkräfte bei geringem Antriebsmoment.
Die Aufteilung der Lineareinheiten verbindet einen großen Arbeitsbereich mit einer gezielten Führung der Düse.
Diese Aufteilung der Lineareinheiten verbindet einen großen Arbeitsbereich mit einer gezielten Führung der Düse. So kann der Schneidkopf die programmierten Konturen über die Platte abfahren und sich zugleich in der Höhe bewegen. Auch die Rahmenkonstuktion wurde an die individuellen Betriebsbedingungen angepasst. „Die Wasserpumpe war ursprünglich auf dem begehbaren Grundgestell geplant. Da beim Betrieb der Pumpe aber Schwingungen entstehen, musste eine andere Lösung her“, erklärt Niklas Schwandt. Daher wurde die Pumpe mit einem separaten Rahmen aus item Profilen 8 vom restlichen Gestell entkoppelt.
Planung mit digitalen item Konfiguratoren
Für die Konstruktion der Anlage nutzte das Unternehmen das item Engineeringtool. „Das Engineeringtool ist sehr praktisch und spart eine Menge CAD-Zeit. Das macht die Planung deutlich einfacher.“, sagt Niklas Schwandt von HALBE-Rahmen. Bei der Auslegung der Linearachsen kam der item MotionDesigner® zum Einsatz. Auf Basis individueller Angaben findet das Tool die passende Kombination aus Lineareinheit, Motor und Steuerung und vereinfacht so die Auslegung Ihrer Lineartechnik-Lösung.
Für die Zukunft plant das Unternehmen neben mehreren kleinen Projekten eine zweite Wasserstrahlanlage mit anderen item Linearachsen. Die Erfahrungen aus dem Eigenbau fließen dabei in die nächsten Schritte mit ein.
Die Vorteile von item sind ganz klar die Modularität und Verfügbarkeit.
HALBE-Rahmen arbeitet bereits seit 2012 mit item Komponenten. „Die Vorteile von item sind ganz klar die Modularität und Verfügbarkeit. Man findet nahezu für jeden Anwendungsfall eine passende Lösung“, so Niklas Schwandt. Das ist ein entscheidender Aspekt, wenn eine Anlage unter hohem Zeitdruck entstehen muss.
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