Schwenkachse beim Präzisionsschleifen Eigengelagerte Winkelmessgeräte

Autor / Redakteur: Andreas Fuchs / Anne Richter

>> Präzisionsschleifmaschinen von Kellenberger sind wie viele Schweizer Produkte bekannt für ihre hohe Qualität und Präzision. So bietet das Unternehmen schon seit über 20 Jahren hydrostatische Führungssysteme für den High-End-Bereich an. Nun erweitert der Maschinenhersteller seine Präzisionsschleifmaschinen um eine hydrostatische Schwenkachse mit Direktantrieb für höchste Genauigkeiten. Die hochpräzise Erfassung der Position erfolgt über ein eigengelagertes Winkelmessgerät RCN von Heidenhain.

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Bild 3: «Neben dem eigengelagerten Winkelmessgerät RCN 5000 werden unter anderem Heidenhain-Steuerungen sowie -Linearmassstäbe in den Präzisionsrundschleifmaschinen Kel-Vera und Kel-Varia eingesetzt», erläutert Bernard Gschwend im Gespräch mit Dr. Friedrich Ruech und Michael Martin.
Bild 3: «Neben dem eigengelagerten Winkelmessgerät RCN 5000 werden unter anderem Heidenhain-Steuerungen sowie -Linearmassstäbe in den Präzisionsrundschleifmaschinen Kel-Vera und Kel-Varia eingesetzt», erläutert Bernard Gschwend im Gespräch mit Dr. Friedrich Ruech und Michael Martin.
(Bild: Heidenhain)

Die Präzisionsschleifmaschinen Kel-Vera und die grössere Schwester Kel-Varia der L. Kellenberger & Co. AG wurden für höchste Qualitätsansprüche entwickelt. Dass man hier zu Recht auch von Universalschleifmaschinen sprechen kann, verdeutlicht die Vielzahl an Bearbeitungsmöglichkeiten: So ist mit den Maschinen neben dem Rund-, Unrund-, Gewinde- und Kegelschleifen auch das Koordinatenschleifen möglich, bei dem das Werkstück Pendelbewegungen durchführt, um so Satellitenbohrungen zu bearbeiten. Die Kel-Vera ist dabei für Spitzenweiten von 400 und 750 mm lieferbar, die Kel-Varia für Spitzenweiten von 800, 1000 und 1500 mm. Durch die Möglichkeit, bis zu vier Schleifscheiben auf dem Werkzeugrevolver montieren zu können, werden sie unter anderem im Prototypenbau und zur Werkzeugfertigung eingesetzt. Eine weitere Innovation dieser Maschinen ist, dass neben der x- (lineare Zustellachse für die Schleifscheibe) und der z-Achse (Längsachse, auf der das Werkstück linear verfährt) nun auch die b-Achse (Schwenkachse für den Schleifkopf) mit einer hydrostatischen Führung realisiert wurde. Durch diese vollwertige NC-Achse wird das Potenzial für das universelle Rundschleifen weiter gesteigert. Die hydrostatische Schwenkachse wird über einen High-Torque-Motor angetrieben, die hochpräzise Lage- und Drehzahlregelung erfolgt über das eigengelagerte Winkelmessgerät RCN 5000 (Bild 2) der Dr. Johannes Heidenhain GmbH.

Hydrostatische Führungssysteme konsequent weiterentwickelt

«Die x- und z-Achse realisieren wir seit 20 Jahren im High-End-Bereich mittels hydrostatischer Führungssysteme, um so höchstmögliche Qualitäten gewährleisten zu können», erläutert Bernard Gschwend, Leiter Technik bei Kellenberger (Bild 3). «Bis vor Kurzem mussten wir allerdings aus technologischen Gründen die b-Achse bei unseren Maschinen über eine verschleissbehaftete Getriebe-Wälzlager-Lösung antreiben. Durch unsere grosse Erfahrung in der Entwicklung und im Bau von hydrostatischen Längsführungen sowie neuer technischer Produkte wie die eigengelagerten Winkelmessgeräte RCN 5000 mit der grossen Hohlwelle von 35 mm und der integrierten Statorkupplung konnten wir unsere erfolgreichen Baureihen Kel-Vera und Kel-Varia nun um eine hydrostatische b-Achse ergänzen (Bild 4). Die integrierte Kupplung des Messgerätes bietet dabei den grossen Vorteil einer sehr hohen Steifigkeit, wodurch eine optimale Präzision bei der Messdatenerfassung erzielt werden kann. Solch eine High-End-Lösung bietet meines Wissens ausser Heidenhain kein anderes Unternehmen an.»

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Die vorgespannte Hydrostatik ist die Basis für die hohe Genauigkeit und Oberflächengüte der neuen b-Achse. Schritte von 0,0001° lassen sich so problemlos verfahren. Die Positioniergenauigkeit von unter einer Winkelsekunde lässt eine vergleichbare Positioniergenauigkeit der Schleifscheiben wie mit den linearen x- und z-Achsen zu (Bild 5). Hierdurch wird die Massgenauigkeit speziell in Fällen verbessert, bei denen nach dem Schwenken nicht abgerichtet werden kann wie beispielsweise beim Einsatz von CBN- (kubisches Bornitrid) oder Diamantscheiben. Mit der höheren Steifigkeit gegenüber der mechanischen Lösung lassen sich des Weiteren Komplettbearbeitungen optimieren und die Produktivität steigern. Der Direktantrieb arbeitet ebenfalls verschleissfrei und lässt hohe Verfahrgeschwindigkeiten zu. Die Zeit für den Werkzeugwechsel wird somit drastisch reduziert und dadurch werden die Nebenzeiten minimiert. Ein weiterer Vorteil der neuen b-Achse ist die integrierte Klemmung: Sie ist verzugsfrei, positionsunabhängig und bietet eine hohe Klemmkraft. «Durch den Wegfall der verschleissbehafteten mechanischen Lösung ist eine gleichbleibende hohe Prozesssicherheit über die gesamte Lebensdauer gewährleistet», fasst Bernard Gschwend die Vorteile zusammen.

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