HARDINGE TA51 MSY Multi-Tasking CNC Drehzentrumaschine

1 Produkteinführung und Übersicht

Der HARDINGE TA51 MSY stellt den Höhepunkt der Präzisionsmehraufgabebearbeitung dar und verbindet die Fähigkeiten eines leistungsstarken CNC-Drehzentrums mit fortgeschrittenen Fräs- und Bohrverfahren in einer einzigen Plattform. Als Teil des renommierten Ultrapräzisionssortiments der T-Serie von Hardinge setzt diese Maschine neue Maßstäbe für die Fertigung komplexer Komponenten in einer einzigen Spannung. Die Multitasking-Maschinenkonfiguration eliminiert Sekundärvorgänge, während außergewöhnliche Dimensionsgenauigkeit und Oberflächenverbindungsqualität erhalten werden, was sie besonders wertvoll für Branchen macht, in denen Präzisionstoleranzen nicht verhandelbar sind.

Mit seiner robusten Konstruktion und seiner innovativen Designphilosophie bietet der TA51 MSY außergewöhnliche Leistung für Hersteller, die ihren Produktions-Workflow optimieren möchten. Die Maschine umfasst die jahrzehntelange Erfahrung von Hardinge in der Präzisionsfertigung, die sich in ihren sorgfältig entwickelten Komponenten und ausgeklügelten Steuersystemen zeigt. Dieses fortschrittliche Drehzentrum ermöglicht es Herstellern, anspruchsvolle Materialien und komplexe Geometrien mit Sicherheit anzugehen und bietet einen Wettbewerbsvorteil in Märkten, die höchste Qualitätsstandards erfordern.

2 Technische Spezifikationen und Leistungsmetriken

Der HARDINGE TA51 MSY ist mit beeindruckenden technischen Spezifikationen entwickelt, die seine außergewöhnlichen Bearbeitungsmöglichkeiten ermöglichen:

Spindelsystem: Die Hauptspindel verfügt über eine A2-6 Nasenkonfiguration mit einer maximalen Leistung von 15 kW (20 PS) und Drehzahlen von 5.000 U/min, die ausreichende Leistung für schwere Schneidvorgänge bieten, während die Präzision während der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung beibehalten wird. Die Durchspindelkühlmittelkapazität erhöht die Produktivität bei Tiefbohrungen und verbessert das Chipmanagement.

Maschinenkapazität: Mit einer großzügigen 2-Zoll (51 mm) Stangenkapazität und einem maximalen Bearbeitungsdurchmesser von 313,7 mm bietet der TA51 MSY Platz für eine breite Palette von Teilegrößen. Die beträchtliche Bearbeitungslänge von 648,5 mm bietet Flexibilität für längere Bauteile, während die starre Konstruktion eine gleichbleibende Genauigkeit über die gesamte Arbeitshülle gewährleistet.

Werkzeugsystem: Die Maschine verwendet einen ausgeklügelten BMT 55 (Base Mount Tooling) Turm mit 12 stationären Positionen, die eine außergewöhnliche Steifigkeit für schwere Bearbeitungsvorgänge bieten. Diese Werkzeugplattform reduziert Schwingungen und Ablenkungen im Vergleich zu herkömmlichen VDI-Systemen erheblich und ermöglicht aggressivere Materialentfernungsraten und eine verlängerte Werkzeuglebensdauer.

Steuersystem: Ausgestattet mit der fortschrittlichen Fanuc 31i CNC-Steuerung bietet der TA51 MSY ausgeklügelte Programmiermöglichkeiten für komplexe Mehrachsbetriebe. Das hochauflösende Steuersystem mit feiner Interpolation sorgt für außergewöhnliche Oberflächenverbindungen und präzise geometrische Genauigkeit.

3 Kerntechnologien und Multitasking-Fähigkeiten

3.1 Fortgeschrittene Multitasking-Architektur

Die Multitasking-Maschinenfähigkeit der TA51 MSY beruht auf der umfassenden Integration mehrerer Betriebstechnologien in einer einzigen Plattform. Die Maschine kombiniert traditionelle Drehfunktionen mit Live-Werkzeugen, C-Achsen-Positionierung und präziser Synchronisation zwischen Haupt- und Subspindelbetrieben. Dieser integrierte Ansatz ermöglicht die vollständige Bearbeitung komplexer Teile in einem einzigen Aufbau, wodurch die Handhabungszeit und mögliche Ausrichtungsfehler im Zusammenhang mit Sekundärvorgängen erheblich reduziert werden.

Das Live-Werkzeugsystem stellt einen kritischen Bestandteil der Multitasking-Fähigkeit dar, wobei motorgetriebene Werkzeuge mit Geschwindigkeiten von bis zu 8.000 U/min für Fräs-, Bohr- und Abtastvorgänge arbeiten. Für Anwendungen, die noch höhere Drehzahlen erfordern, stehen optionale Drehzahlerhöher zur Verfügung, die Werkzeugdrehzahlen auf 32.000 für spezialisierte Bearbeitungsanforderungen erhöhen. Die C-Achsensteuerung sorgt für eine präzise Winkelpositionierung der Hauptspindel, die ein komplexes Konturfräsen und eine genau positionierte Querfunktionsbearbeitung ermöglicht.

3.2 Präzisionstechnik und Ultrapräzisionstechnologien

Hardinge hat renommierte SUPER-PRECISION-Technologien in den TA51 MSY integriert, was außergewöhnliche Genauigkeitsniveaus ermöglicht, die neue Maßstäbe für die Leistung von CNC-Drehzentren setzen. Die Maschine erreicht bemerkenswerte Positionierungsauflösung von 0,00001 "(10 Millionstel eines Zolls) durch sein fortschrittliches Steuersystem und hochpräzise Rückkopplungsgeräte. Die X-Achse enthält hochpräzise Glaswaagen, die direkte Positionsreckkopplung liefern, mechanische Übertragungsfehler beseitigen und eine konsistente Dimensionsgenauigkeit während des gesamten Bearbeitungsprozesses gewährleisten.

Die Präzisionsfähigkeiten der Maschine umfassen eine außergewöhnliche Wiederholbarkeit von 0,00003 "(30 Millionstel eines Zolls) und die Fähigkeit, die Gesamtdurchmesservarianz innerhalb von 0,00012 "(3 Mikron) nach minimaler Aufwärmzeit aufrechtzuerhalten. Diese außergewöhnlichen Toleranzen werden durch eine thermisch stabile Konstruktion, präzise vorspannte Kugelschrauben und ausgeklügelte Fehlerkompensationstechnologien ermöglicht, die sowohl mechanische als auch thermische Einflüsse auf die Genauigkeit berücksichtigen.

4 Konstruktionsmerkmale und Konstruktionsvorteile

4.1 Steife Maschinenstruktur und Fundament

Der TA51 MSY profitiert von Hardinges Engagement für den starren mechanischen Bau, angefangen mit seiner schweren, mit Harcrete verstärkten Gusseisenbasis. Dieser spezialisierte Polymer-Betonverbund bietet außergewöhnliche Schwingungsdämpfungseigenschaften - deutlich überlegen als herkömmliches Gusseisen - was zu verbesserten Oberflächenverbindungen und verlängerter Werkzeuglebensdauer führt. Die einstückige Grundkonstruktion mit einem 30 Grad schrägen Bettdesign bietet eine optimale Spänevakuierung und einen bequemen Bedienerzugang bei Beibehaltung der strukturellen Steifigkeit.

Die linearen Rollenführungen der Maschine und feste, vorspannte Doppelmutterschrauben tragen zur außergewöhnlichen Steifigkeit und Positionierungsgenauigkeit bei. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um die Ablenkung bei schweren Schneidvorgängen zu minimieren und gleichzeitig eine reibungslose Bewegungskontrolle für eine feine Beendigung aufrechtzuerhalten. Die robuste Konstruktion ermöglicht es der Maschine, unterbrochene Schnitte und schwierige Materialien zu verarbeiten, ohne Präzision oder Oberflächenqualität zu beeinträchtigen.

4.2 Spindeltechnik und thermische Stabilität

Im Herzen der Präzisionsfähigkeiten des TA51 MSY liegt die fortschrittliche Spindeltechnologie mit dem innovativen "collet-ready"-Design von Hardinge, das eine direkte Montage von Chucks oder collet-Systemen ohne Adapter ermöglicht. Diese Konfiguration minimiert den Überhang und setzt das Werkstück näher an die Spindellager für eine verbesserte Steifigkeit und eine verbesserte Genauigkeitsübertragung von der Spindel zum Werkstück. Das Ergebnis ist überlegene Teilerundheit, verbesserte Oberflächenverbindungen und bessere Dimensionskonsistenz.

Das thermische Management stellt einen weiteren kritischen Aspekt des Spindeldesigns dar, wobei Hardinge ausgeklügelte Temperaturregelsysteme implementiert. Einige Modelle der T-Serie verfügen über integrierte, umhüllende Motoren mit hohem Drehmoment, die für thermische Stabilität konzipiert sind, mit Ölmanteln um die Spindeln herum, die über Kühlereinheiten bei konstanten Temperaturen gehalten werden. Dieses aktive thermische Management reduziert das thermische Wachstum während des längeren Betriebs erheblich und trägt zur außergewöhnlichen Genauigkeitsarbeit der Maschine während der gesamten Produktionsläufe bei.

4.3 Automatisierte Produktionskapazitäten

Der TA51 MSY ist mit Produktionseffizienz als Priorität konzipiert und bietet umfassende Automatisierungsbereitschaft zur Unterstützung von unberührten oder ausleuchtenden Fertigungsvorgängen. Die Maschine kann mit einem Teilefanger-System für die automatische Entladung fertiger Komponenten ausgestattet sein, wodurch die Produktivität bei der Großvolumenproduktion erhöht wird. Darüber hinaus unterstützt die Plattform die Integration mit Stangenfüttern für die kontinuierliche Verarbeitung von Stangenlager, wodurch die Bedienereingriffsanforderungen erheblich reduziert werden.

Die Kompatibilität der Maschine mit den Maschinenmanagementpaketen von Hardinge bietet anspruchsvolle Produktionsüberwachung und -steuerung. Diese Systeme ermöglichen die Echtzeitverfolgung von Produktionsmetriken, das Werkzeuglebensmanagement und die vorausschauende Wartungsplanung, wodurch die Betriebseffizienz des Drehzentrums in Produktionsumgebungen weiter optimiert wird.

5 Anwendungsbereich und Branchenlösungen

Der HARDINGE TA51 MSY zeichnet sich in einem vielfältigen Spektrum von Fertigungsanwendungen aus, insbesondere bei komplexen Geometrien und engen Toleranzen. Seine Multitasking-Fähigkeiten machen es ideal für die Herstellung kompletter Komponenten in einzelnen Setups geeignet, wodurch die Notwendigkeit sekundärer Operationen beseitigt und die gesamte Fertigungszeit verkürzt wird. Die Präzision und Flexibilität der Maschine machen sie besonders wertvoll für Industrien, die komplexe Teile mit Kombinationen von gedrehten, gefrästen und gebohrten Merkmalen erfordern.

Industriespezifische Anwendungen umfassen:

Medizinische Fertigung: Der TA51 MSY produziert komplizierte chirurgische Instrumente, Implantatkomponenten und diagnostische Geräteteile mit den außergewöhnlichen Oberflächenverbindungen und engen Toleranzen, die medizinische Anwendungen erfordern. Die Fähigkeit der Maschine, Edelstahl, Titanlegierungen und Kobalt-Chrom-Materialien zu bearbeiten, macht sie für diesen Sektor besonders wertvoll.

Luft- und Raumfahrtkomponenten: Die Maschine fertigt Präzisionsteile für Luft- und Raumfahrtanwendungen, einschließlich Armaturen, Steckverbinder und Sensorgehäuse, die anspruchsvolle geometrische Genauigkeit und Materialintegrität erfordern. Die robuste Konstruktion ermöglicht die Bearbeitung von Hochtemperaturlegierungen und anderen anspruchsvollen Materialien, die in Luft- und Raumfahrtanwendungen üblich sind.

Automobilsysteme: Von Kraftstoffeinspritzkomponenten bis hin zu Getriebeteilen und Sensorelementen bewältigt der TA51 MSY die hohen Produktionsanforderungen der Automobilindustrie unter Einhaltung einheitlicher Qualitätsstandards. Die Automatisierungskompatibilität der Maschine unterstützt die in diesem Sektor typischen kontinuierlichen Produktionsplane.

Optik und Bildgebung: Für Linsenfässer, Lasersystemkomponenten und Präzisionsmontagehardware liefert die Maschine die feinen Oberflächenverbindungen und Sub-Mikron-Genauigkeit, die in optischen Anwendungen erforderlich sind. Die C-Achssteuerung und Live-Werkzeugbearbeitung ermöglichen eine komplexe Funktionsbearbeitung an zylindrischen Bauteilen.

6 Betriebsvorteile und wirtschaftlicher Wert

6.1 Verbesserte Produktivität und Durchsatz

Die Multitasking-Maschinenkonfiguration des TA51 MSY bietet erhebliche Produktivitätsvorteile durch die Konsolidierung mehrerer Fertigungsprozesse in einer einzigen Plattform. Dieser integrierte Ansatz eliminiert die nicht wertschöpfende Zeit, die mit Teiletransport, Recycling und Neuausrichtung zwischen Operationen verbunden ist. Hersteller können die gesamten Teilzykluszeiten erheblich reduzieren - oft um 50% oder mehr im Vergleich zur herkömmlichen sequentiellen Verarbeitung auf mehreren Maschinen.

Die Effizienzgewinne erstrecken sich über eine einfache Zykluszeitsverkürzung hinaus, da der Ansatz mit einer einzigen Einrichtung die Gesamteffektivität der Ausrüstung (OEE) verbessert, indem das Work-in-Process-Inventar reduziert und der Produktionsfluss rationalisiert wird. Die vereinfachte Materialhandhabung und die reduzierten Vorrichtungsanforderungen tragen weiter zur Betriebseffizienz bei, so dass Hersteller schneller auf sich ändernde Produktionsanforderungen reagieren können und gleichzeitig Kapitalinvestitionen in zusätzliche Ausrüstung minimieren können.

6.2 Überlegene Teilequalität und geometrische Genauigkeit

Die Präzisionstechnik des TA51 MSY übersetzt sich direkt in eine außergewöhnliche Teilequalität mit minimaler Dimensionsvariation über Produktionsläufe hinweg. Die starre Konstruktion der Maschine, präzise Linearführungen und fortschrittliche Steuersysteme arbeiten zusammen, um die geometrische Genauigkeit Teil für Teil zu erhalten. Die Implementierung von hochpräzisen Glaswaagen auf der X-Achse bietet eine direkte Positionsreckkopplung, die potenzielle mechanische Übertragungsfehler umgeht und eine konsistente Positionsgenauigkeit im gesamten Arbeitsvolumen gewährleistet.

Das CNC-Drehzentrum erreicht außergewöhnliche Oberflächenverbindungen von 8 Mikro-Zoll oder besser, wodurch die Notwendigkeit für sekundäre Veredelungsvorgänge in vielen Anwendungen beseitigt oder reduziert wird. Diese Fähigkeit stammt aus der schwingungsdämpfenden Maschinenbasis, dem starren Werkzeugsystem und ausgeklügelten Steueralgorithmen, die auch während komplexer interpolierter Bewegungen eine konsistente Werkzeugweghaftung aufrechterhalten.

6.3 Betriebskosteneffizienz und Return on Investment

Während die anfängliche Investition in eine TA51 MSY die herkömmlicher Drehzentren übersteigen kann, stellen die Gesamtbesitzeskosten einen überzeugenden wirtschaftlichen Fall dar. Die Multitasking-Fähigkeit reduziert oder eliminiert den Bedarf an zusätzlichen Bearbeitungszentren, reduziert den Gesamtbodenflächenbedarf, den Versorgungsverbrauch und die Wartungskosten, die mit dem Betrieb mehrerer Maschinen verbunden sind. Die reduzierte Teilehandhabung minimiert mögliche Schäden und vereinfacht Qualitätsprüfverfahren.

Die robuste Konstruktion und Präzisionskomponenten der Maschine tragen zu einer verlängerten Lebensdauer und einer nachhaltigen Genauigkeit im Laufe der Zeit bei, die den langfristigen Wert der Investition schützt. Darüber hinaus reduzieren die vereinfachten Einrichtungen und Programmierungen, die durch ausgeklügelte Steuersysteme mit Programmiermöglichkeiten im Werkstatt erleichtert werden, die Schulungsanforderungen des Bedieners und verbessern die gesamte Fertigungsagilität.

7 Technische Vergleiche und Auswahl

7.1 Differenzierung im Produktportfolio von Hardinge

Der TA51 MSY nimmt eine strategische Position im umfassenden Drehzentrum-Sortiment von Hardinge ein und bietet im Vergleich zu anderen Modellen im Portfolio unterschiedliche Fähigkeiten. Während der CONQUEST H51 eine ähnliche grundlegende Drehkapazität mit einer 51mm-Bar-Kapazität und einer Spindelleistung von 15 kW bietet, fügt der TA51 MSY die kritische Multitasking-Funktionalität durch seine Live-Werkzeuge und C-Achs-Fähigkeiten hinzu. Dadurch ist der TA51 MSY wesentlich vielseitiger für komplexe Bauteile, die kombinierte Dreh- und Fräsvorgänge erfordern.

Im Vergleich zum Modell T42 bietet der TA51 MSY mit seiner 42mm-Stangenkapazität und einer Spindel von 6.000 U/min eine größere Materialkapazität und gleichzeitig ähnliche Präzisionsstandards. Die Maschine unterscheidet sich auch von den spezialisierten Schleiffähigkeiten der GT-Serie und konzentriert sich stattdessen auf die vollständige Bearbeitung durch Rotationswerkzeugbetriebe. Für Hersteller, die höchste Präzision benötigen, bauen die Modelle der SUPER-PRECISION T-Serie auf der TA-Plattform mit verbesserten Genauigkeitsmerkmalen auf.

7.2 Anwendungsbasierte Auswahlüberlegungen

Die Wahl der geeigneten Bearbeitungsplattform erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Teileanforderungen, der Produktionsmengen und der Qualitätsziele. Der TA51 MSY bietet eine ideale Lösung, wenn:

Teile erfordern sowohl gedrehte als auch gefräste/gebohrte Funktionen

Komplette Bearbeitung in einem einzigen Aufbau bietet erhebliche Betriebsvorteile

Präzisionstoleranzen jenseits der Standardbearbeitungsfähigkeiten sind erforderlich

Produktionsflexibilität für unterschiedliche Bauteile ist wertvoll

Raumbeschränkungen begünstigen konsolidierte Fertigungsanlagen

Für einfachere Drehteile ohne Quermerkmale können herkömmliche Drehzentren wirtschaftlicher Lösungen bieten. Ebenso können spezielle Bearbeitungszentren für hauptsächlich prismatische Teile mit minimalen gedrehten Eigenschaften angemessener sein. Für die wachsende Kategorie komplexer Komponenten, die mehrere Funktionstypen kombinieren, bietet der TA51 MSY jedoch eine optimale Balance zwischen Fähigkeit, Präzision und Effizienz.

7.3 Umsetzung und Integrationsplanung

Eine erfolgreiche Umsetzung des TA51 MSY erfordert Aufmerksamkeit auf mehrere Integrationsfaktoren außerhalb der Maschine selbst. Das erhebliche Gewicht von etwa 6.107 kg erfordert eine angemessene Bodenstütze und ordnungsgemäße Installationsverfahren. Versorgungsanforderungen, einschließlich dreiphasiger Strom-, Druckluft- und Kühlflüssigkeitssysteme, müssen richtig dimensioniert sein, um die Betriebsanforderungen der Maschine zu erfüllen.

Die Kompatibilität der Maschine mit Automatisierungssystemen sollte bei der Planung berücksichtigt werden, mit Vorschriften für die Stangenzuführung, das Teilefördern oder die Roboterladung, falls erwartet. Das ausgeklügelte Steuersystem kann eine Programmierschulung erfordern, um die Multitasking-Fähigkeiten, insbesondere für komplexe gleichzeitige Operationen, vollständig zu nutzen. Eine ordnungsgemäße Wartungsplanung, einschließlich präventiver Wartungspläne und Ersatzteilinventar, gewährleistet eine nachhaltige Leistung und minimiert unerwartete Ausfallzeiten.

8 Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Was unterscheidet die TA51 MSY als "Multitasking-Maschine" gegenüber herkömmlichen CNC-Drehmaschinen?

Der TA51 MSY übersteigt grundlegende Drehverfahren durch seine Integration von Live-Werkzeugen, C-Achs-Spindelpositionierung und ausgeklügelten Synchronisationsfunktionen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Drehmaschinen, die sich hauptsächlich auf Drehverfahren beschränken, kann diese Maschine Fräsen, Bohren und Abtastvorgänge gleichzeitig mit dem Drehen durchführen, was die vollständige Bearbeitung komplexer Teile in einer einzigen Einrichtung ermöglicht. Diese Multitasking-Fähigkeit reduziert die gesamte Produktionszeit erheblich und verbessert die Dimensionsgenauigkeit, indem Neupositionierungsfehler zwischen den Operationen beseitigt werden.

Wie verbessert das Werkzeugsystem BMT 55 die Bearbeitungsleistung?

Das Base Mount Tooling(BMT)55 System bietet außergewöhnliche Steifigkeit, indem Werkzeuge direkt an der Turmfläche ohne Zwischenadapter befestigt werden. Diese direkte Montage minimiert Vibrationen und Ablenkungen bei schweren Schneidvorgängen und ermöglicht aggressivere Materialentfernungsraten und eine verlängerte Werkzeuglebensdauer. Das robuste Design des Systems ist besonders vorteilhaft für Live-Werkzeuganwendungen, bei denen Schnittkräfte erheblich sein können. Mit 12 stationären Werkzeugpositionen bietet der BMT 55-Turm Flexibilität für komplexe Teile, während die für die Präzisionsbearbeitung erforderliche Steifigkeit beibehalten wird.

Welche Präzisionsniveaus können von der TA51 MSY erwartet werden?

Der TA51 MSY bietet außergewöhnliche Präzision mit einer Wiederholbarkeit von 0,00003" (30 Millionstel eines Zolls) und einer Steuerauflösung von 0,00001" (10 Millionstel eines Zolls). Die Maschine kann die Gesamtdurchmesservarianz innerhalb von 0,00012 "(3 Mikron) nach minimaler Aufwärmzeit aufrechterhalten und Oberflächenverbindungen von 8 Mikro-Zoll oder besser erreichen. Diese außergewöhnlichen Toleranzen werden durch thermisch stabile Konstruktion, Präzisionsrückkopplungssysteme und ausgeklügelte Steueralgorithmen ermöglicht, die potenzielle Fehlerquellen während des gesamten Bearbeitungsprozesses kompensieren.

Welche Materialien kann der TA51 MSY bearbeiten?

Die robuste Konstruktion und das leistungsstarke Spindelsystem ermöglichen es dem TA51 MSY, eine breite Palette von Materialien, von Aluminium und Kunststoffen bis hin zu Edelstahl, Titanlegierungen und Hochtemperatur-Superlegierungen, effektiv zu bearbeiten. Die starre Struktur der Maschine und die schwingungsdämpfende Basis bieten Stabilität für die Bearbeitung schwieriger Materialien, während die Drehmomenteigenschaften und der Drehzahlbereich der Spindel für bestimmte Materialgruppen optimiert werden können. Die Durchspindelkühlmittelfähigkeit verbessert die Leistung in anspruchsvollen Materialien weiter, indem die Spänevakuierung und die Werkzeuglebensdauer während Tieflochbetriebe verbessert werden.

Wie unterstützt der TA51 MSY unbeaufsichtigten Betrieb?

Die Maschine bietet mehrere Funktionen, die den erweiterten unbeaufsichtigten Betrieb erleichtern, einschließlich der Kompatibilität mit Stangenspeichern für die kontinuierliche Verarbeitung von Stangenlager, Teilefangsystemen für die automatische Entladung fertiger Komponenten und ausgeklügelten Werkzeugmanagementfunktionen, die Werkzeuglebensdauer und -leistung überwachen. Die thermische Stabilität und Präzisionskonsistenz der Maschine gewährleisten, dass die Teilequalität während längerer Produktionsläufe innerhalb der Toleranz bleibt. Darüber hinaus bietet das Steuersystem umfassende Überwachungs- und Berichtsfunktionen, die in Fabriknetze für das Fernproduktionsmanagement integriert werden können.