Komet unterstützt Hochschulinstitut mit einem KomTronic-U-Achssystem «Intelligente» Zerspanung

Redakteur: Silvano Böni

Die FH Kiel bietet mit dem angegliederten Institut für CIM-Technologietransfer CIMTT den Studenten des Maschinenbaus und anderer verwandten Fachrichtungen Praxis auf aktuellstem Niveau. Es verfügt über moderne Werkzeugmaschinen, von denen das horizontale Bearbeitungszentrum Grob G350 mit einem Komet-KomTronic-U-Achssystem UAS125 ausgestattet ist.

Firmen zum Thema

Die Baureihe 3 der Komet-­KomTronic-­U-Achse UAS160 bietet zahlreiche Vorteile. Beispielsweise eine kompaktere, dadurch stabilere Bauweise, den Einsatz des direkten Wegmesssystems am Schieber und ein 48V-Betriebs­system.
Die Baureihe 3 der Komet-­KomTronic-­U-Achse UAS160 bietet zahlreiche Vorteile. Beispielsweise eine kompaktere, dadurch stabilere Bauweise, den Einsatz des direkten Wegmesssystems am Schieber und ein 48V-Betriebs­system.
(Bild: Komet)

Das «Institut für CIM-Technologietransfer» CIMTT wurde 1989 mit dem Ziel gegründet, CIM-Technologien in die Industrie zu transferieren. Seit es im Jahr 2014 der Fachhochschule Kiel angegliedert wurde, steht es in erster Linie für studentische Projekte zur Verfügung. Bendix-Michael Tank, Laboringenieur und Fertigungsleiter im Bereich Zerspanung, erklärt: «Unser Institut dient der Lehre, der Forschung und Entwicklung sowie dem Technologietransfer. Innovationen spielen eine grosse Rolle. So sind wir derzeit an der Realisierung einer ‹digitalen Fabrik›.»

Zum Maschinenpark des CIMTT gehören neben einer Drehmaschine mit angetriebenen Werkzeugen und einer Hochgeschwindigkeitsfräsmaschine auch zwei Bearbeitungszentren. Das horizontale BAZ G350 von Grob wurde 2011 angeschafft. «Bei dieser Investition hatten wir besonderes Glück», erinnert sich Bendix-Michael Tank. «Wir äusserten den Wunsch, zur Maschine ein U-Achssystem zu bekommen, worauf sich Grob mit der Komet Group in Verbindung setzte, welche ganz unbürokratisch eine solche U-Achse bereitstellte.»

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Das Bearbeitungszentrum wurde damals mit einer vorgerüsteten Komet-U-Achse UAS 125 angeliefert. «Das Schönste dran», freut sich der Fertigungsleiter, «wir erhielten das mechatronische Werkzeug besonders kostengünstig, da uns Komet unterstützen wollte.» Doch auch der Besigheimer Werkzeughersteller hat einen Zusatznutzen von dieser Installation, da sie als Referenz für den norddeutschen Kundenstamm dient. Vorangegangen waren bereits andere Musterinstallationen am CIMTT, zum Beispiel die eines elektronischen Feinspindelkopfes M042, mit denen alle Beteiligten positive Erfahrungen gesammelt hatten. Unabhängig davon setzt das CIMTT verschiedenste Komet-Werkzeuge ein.

«Intelligente» Werkzeuge erzeugen komplizierte Konturen und hohe Qualität

Besonders beliebt ist bei Bendix-Michael Tank und seinen Studenten besagtes Komet-KomTronic-
U-Achssystem auf dem Grob-BAZ, da es der Maschine einen weiteren Freiheitsgrad verschafft und zugleich die erzeugte Qualität verbessern kann. Eine solche U-Achse besteht im Wesentlichen aus einem kompakten Plandrehkopf mit Einfach­schieber, der mittels Servomotor angetrieben wird. Die Energie zur Versorgung der Elektronik und des Antriebs sowie die Daten werden berührungslos induktiv in das U-Achssystem übertragen. So ist ein solches Werkzeug – dank frei programmierbarer und dynamisch während der Bearbeitung einstellbarer Schneide – eine automatisch einwechselbare NC-Achse. Eingebunden in die Maschinensteuerung erfolgt die Programmierung in der üblichen NC-Programmiersprache mit allen Funktionalitäten.

Komet-KomTronic-U-Achssysteme ermöglichen beliebige Kontur- und Drehbearbeitungen an nicht rotationssymmetrischen Teilen. Zusammen mit Standardwerkzeugen oder massgeschneiderten Aufsatzwerkzeugen und optimal ausgewählten Wendeschneidplatten können Konturen in Bohrungen sowie Aussenbearbeitungen realisiert werden. Zudem lassen sich Feinbearbeitungen wie das Schleifen, Rollieren und Honen auf dem Bearbeitungszentrum realisieren.

Bendix-Michael Tank erklärt den Einsatz am CIMTT: «Wir zerspanen hier in erster Linie Proto­typen, die allerdings komplizierte Geometrien in Bohrungen – zum Beispiel Hinterschnitte – oder kegelähnliche Freiformkonturen innen und aussen aufweisen können.» Als Beispiel erwähnt er eine Gasdüse, deren Innenkontur ausgedreht werden muss. «Mit der Komet-U-Achse und einem selbst geschliffenen Werkzeug gelingt uns das recht einfach.»

Durch die freie Programmierbarkeit der zusätzlichen Achse sparen sich die Anwender auch aufwendige Sonderwerkzeuge, die für die Prototypenfertigung zu teuer wären und deren Herstellung den erwarteten knappen Zeitrahmen sprengen würde. Der Fertigungsleiter ergänzt: «Zudem befähigt die U-Achse die CIMTT-Mitarbeiter in vielen Fällen zur Komplettbearbeitung. Und wenn erforderlich können sie Oberflächengüten im Nanometerbereich erzeugen.» Für ihn ist klar: «Damit können unsere Studenten erleben, was Stand der Technik bedeutet.»

Eine Technik für die Zukunft

Die Entwicklung dieser mechatronischen Werkzeuge schreitet permanent voran. Für einen Schub in Richtung Höchstpräzision sorgte zum Beispiel das von Komet patentierte direkte Wegmesssystem am Schieber (SMS), das seit 2014 als optionale Ergänzung für U-Achsen und die rein mechanischen KomDrive-Plandrehköpfe zur Verfügung steht. Durch die unmittelbar am Schieber stattfindende Wegmessung werden Störgrössen mechanischer Elemente wie die Toleranzen der Antriebselemente, Temperaturgang und Verschleiss berücksichtigt. Die Steuerung kann unmittelbar auf die Messdaten reagieren, so dass sich die Genauigkeit des Messsystems, das eine Auflösung kleiner 1 µm aufweist, in der Bearbeitungsqualität widerspiegelt.

Und der Blick der Werkzeugentwickler richtet sich in die Zukunft. Michael Renz, Leiter Produkt­linie Aussteuerwerkzeuge bei Komet, erklärt: «Mit intelligenten Werkzeugen lässt sich die Zerspanung in vielen Fällen flexibler und kostengünstiger gestalten. Doch diese Technik muss noch einfacher verwendbar sein. Daher sind wir dabei, die Energie- und Datenübertragung zu standardisieren und den Weg zu Industrie 4.0 zu ebnen.» SMM

(ID:44773331)