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: Blum-Novotest


Die Herrmann Ultraschalltechnik GmbH, Spezialisten für Ultraschall-Schweißgeräte, optimiert seine zerspanende Fertigung mit einem optischen Laser-Messsystem von Blum-Novotest, dem LaserControl NT.

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Selbst unter diesen rauen Bedingungen arbeitet das Messsystem LaserControl NT absolut prozesssicher.

Selbst unter diesen rauen Bedingungen arbeitet das Messsystem LaserControl NT...

Im großen Maschinenpark von Herrmann Ultraschall in Karlsbad-Ittersbach(D) ist die Hermle C30 der Star – ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit adaptiertem Robotersystem und Palettenwechsler. Sie arbeitet weitgehend automatisch, die Mitarbeiter bestücken sie nur noch mit Werkzeugen. Über die integrierte Soflex-Steuerung wechselt der Mitarbeiter das Werkzeug, bestückt das Werkzeugmagazin und definiert über Soflex die Länge als Null. Anschließend schleust die C30 das Werkzeug ein, vermisst es komplett und startet den Fräsvorgang. Die Maschine ist seit 2007 im Einsatz und bearbeitet hauptsächlich aus Titan gefertigte Sonotroden.

Beim Ultraschallschweißen stellt die Sonotrode die Verbindung zwischen dem Ultraschallgenerator und dem zu schweißenden Werkstück her. Die Resonanzfrequenz der Sonotrode ist dabei festgelegt und definiert sich u. a. durch die Kontur und die Abmessungen des zu verschweißenden Bauteils. Die Toleranzen einer Sonotrode bei der Fertigung sind sehr eng gesteckt – wesentlich dafür sind die eingesetzten Werkzeuge. Mit speziellen Schrupp- und Fräswerkzeugen werden die Sonotroden auf Maß gebracht.

Die Karlsbader bearbeiten CPM-Material, aufgehärtet auf 58 bis 62 Rockwell – darüber hinaus werden für die Konturen Fräser bis zu einem Durchmesser von 0,3 mm eingesetzt. Diese Sonderwerkzeuge sind teuer. Nicht zuletzt deswegen vertrauen sie bei den Messungen auf LaserControl NT, ein berührungsloses optisches Messsystem zur Werkzeugeinstellung und -überwachung. Das von Blum-Novotest entwickelte Lasersystem hat entscheidenden Anteil daran, dass das Bearbeitungszentrum rund um die Uhr betrieben werden kann. Wird ein Werkzeug neu eingewechselt, vermisst es der hier eingesetzte Laser – auch kompliziertere Werkzeuge wie T-Nut-Fräser
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Die Hermle C30 - ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit adaptiertem Robotersystem und Palettenwechsler - arbeitet weitgehend automatisch, die Mitarbeiter bestücken sie nur noch mit Werkzeugen.

Die Hermle C30 - ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit adaptiertem Robotersystem...

und Gewindefräser sowie Werkzeuge bis zu einem Durchmesser von wenigen Zehnteln. Mit den kleinen Fräsern werden die Konturen gefertigt. Herrmann interessiert dabei im Regelfall die Länge des Werkzeuges – bei Gewindebohrern auch der Durchmesser. Je nach angegebener Toleranz werden so Werkzeugbruch und -verschleiß überprüft. Den Rundlauf überwacht das Unternehmen nicht, möglich wäre es mit dem Lasersystem mit der Option ‚Runout Control’ jedoch durchaus.

Ziehende Messung mittels NT-Technologie

Es stellt im Übrigen eine gewaltige Herausorderung dar, in verschmutzter Umgebung hochpräzise zu messen. Kühlmittel ist für die Fertigung zwingend notwendig, birgt allerdings die Gefahr gravierender Fehlmessungen. Damit die Optik nicht verschmutzt, ist das Messsystem während der Bearbeitung mechanisch durch einen pneumatisch zu betätigenden Verschlusskolben aktiv gegen Kühlmittel abgedichtet. Außerdem wird das rotierende Werkzeug vor der Messung mit Druckluft abgeblasen. Während der Messung schützt ein Sperrluftstrom vor Verschmutzung. Damit Kühlmitteltropfen nicht vorzeitig ein Schaltsignal erzeugen und die Messung verfälschen, sind die Systeme seit 2002 mit der patentierten NT-Technologie ausgestattet. „Mit Hilfe dieser Technik und dem Einsatz eines integrierten Mikroprozessors kann das Messsystem eine so genannte ziehende Messung durchführen, wodurch der Kühlmittelstöreinfluss eliminiert wird. Diese dritte Generation unserer Lasersysteme stellt einen Quantensprung für die Prozesssicherheit dar. Auch
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Bei 3.000 Umdrehungen vermisst der LaserControl NT das Werkzeug.

Bei 3.000 Umdrehungen vermisst der LaserControl NT das Werkzeug.

Spanflug ist in diesem Zuge kein Problem mehr. Hat sich ein Span im Werkzeug verhakt, erkennt das Lasersystem, dass etwas nicht stimmt. Das Werkzeug wird ausgewechselt und gesperrt“, berichtet Uwe Fischer von Blum-Novotest.

Schutzmaßnahmen für Folgewerkzeuge

Nach der bis zu 90 Minuten dauernden Bearbeitung kontrolliert der Laser das Werkzeug auf Verschleiß. Im Falle eines Problems wird das Werkzeug grundsätzlich automatisch ausgeschleust und gesperrt – zusammen mit der zuletzt bearbeiteten Sonotrode. So wird verhindert, dass nachfolgende Werkzeuge durch einen eventuell abgebrochenen Fräser beschädigt werden. Durch diese Schutzmaßnahme hat sich der Ausschuss um 20 bis 30 Prozent verringert. Für die meisten Sonotroden wurden Standard-CAM-Programme etabliert, der Mitarbeiter gibt die Maße ein, dann läuft das Programm durch. Bei den Schruppwerkzeugen gibt es dabei 10 bis 12 Folgewerkzeuge. Brach früher ein Werkzeug, wurden die Folgewerkzeuge ebenfalls zerstört. Heute minimiert sich dank LaserControl NT der Schaden.

Musste früher ein Mitarbeiter am Wochenende sporadisch kommen, um die Fräsmaschine zu kontrollieren, ist der Ablauf mittlerweile soweit automatisiert, dass der Mitarbeiter durch das Bearbeitungszentrum einen Anruf erhält, wenn die Maschine steht.

Erhebliche Zeiteinsparung durch LaserControl NT

Sind alle Schwesterwerkzeuge – in der Standardausführung 10 bis 15 im Werkzeugmagazin
– verbraucht, würden mit einem herkömmlichen Messgerät etwa acht Stunden benötigt, um alle Werkzeuge wieder einzumessen. Mit LaserControl NT wechselt man dagegen nur das Werkzeug aus und gibt in der Soflex-Steuerung für die Länge den Wert Null ein. Das Bearbeitungszentrum läuft währenddessen weiter. „Früher ist das Werkzeug an einem Voreinstellgerät vermessen, der Wert aufgeschrieben, das Werkzeug in die Maschine eingespannt und der Wert in die Werkzeugtabelle eingegeben worden. Neben dem Zeitverlust bestand auch die Gefahr, die Zahlen fehlerhaft einzugeben. Im Vergleich zu früher haben wir über den Daumen gepeilt eine Zeit- und Kostenersparnis von 30 bis 40 Prozent“, betont Helmar Schumacher, CAD-CAM-Programmierer bei Herrmann Ultraschall.

Investition bewährt

Sieben Bearbeitungszentren sind bei Herrmann Ultraschall mittlerweile mit LaserControl NT ausgestattet. „Ich kannte das Messsystem bereits seit Jahren, deshalb war für mich die Entscheidung, in das System von Blum-Novotest zu investieren, sofort klar. LaserControl NT hat sich bei uns absolut bewährt – ansonsten hätten wir damit nicht sieben Maschinen bestückt. Der Laser ist eine praktische Sache, man wechselt das Werkzeug ein und damit ist für den Mitarbeiter das Thema erledigt, denn den Rest macht das Messsystem. Die Genauigkeit des Lasers ist so hoch, dass er mit einem photo-optischen System locker konkurrieren kann. Wenn wir ein neues Bearbeitungszentrum kaufen, gehen wir davon aus, dass der Blum-Laser bereits integriert ist. Eine Maschine ohne Lasersystem von Blum-Novotest werden wir jedenfalls nicht mehr kaufen“, zeigt sich Helmar Schumacher sehr zufrieden mit LaserControl NT.
Selbst unter diesen rauen Bedingungen arbeitet das Messsystem LaserControl NT absolut prozesssicher.
Die Hermle C30 - ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit adaptiertem Robotersystem und Palettenwechsler - arbeitet weitgehend automatisch, die Mitarbeiter bestücken sie nur noch mit Werkzeugen.
Bei 3.000 Umdrehungen vermisst der LaserControl NT das Werkzeug.


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