Massgeschneiderte Hard- und Software für Finishen

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Roboter als Werkzeugmaschine

Wie unterschiedlich die Aufgabenstellung für die Finish-Experten sein kann, zeigt ein anderes Entwicklungsprojekt aus dem Bereich der Kantenbearbeitung. Grosszahnräder mit Modul 10 aufwärts, beispielsweise für Windkraftanlagen, werden auch heute noch überwiegend von Hand entgratet. «Entgratet» meint hier mit einer bis zu 5 mm breiten Fase versehen. Die Bearbeitung von Hand ist ein grosser Zeitaufwand, das Ergebnis undefiniert. Es kommt schnell vor, dass ein Handwerkzeug abrutscht, eine zu starke Fase oder Riefen hinterlässt. In solchen Fällen kann es zu erhöhten Flächenbelastungen kommen, schliesslich zum Zahnfrass, der eine verkürzte Lebensdauer zur Folge hat. Da die Betreiber von Windkraftanlagen möglichst lange Wartungsintervalle anstreben, zumal bei Windparks auf dem Meer, sind sie bestrebt, den Verschleiss zu minimieren. Genau definierte Werkstückkanten sind daher wichtig. Ein Vorteil auch für die Konstrukteure: Von präzise ausgeführten Werkstückkanten ausgehend, lassen sich die Belastungen genauer berechnen. Sicherheitszuschläge können reduziert, die Werkstücke unter Umständen leichter gebaut werden.

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Die Kanten kleiner Zahnräder, auch weiche Werkstoffe, lassen sich noch auf dem Bearbeitungszentrum bearbeiten. Hierfür gibt es federnde Fräser. Die Stahlriesen mit teilweise mehreren Metern Durchmesser verlangen hingegen eine andere Methode, denn die Spanmengen sind grösser, und als Werkzeuge kommen nur Vollhartmetall-Schaftfräser in Betracht.

Mit einer zehnjährigen Roboter-Erfahrung im Rücken wissen die Spezialisten bei Kadia über die Stärken dieser Hightech-Aggregate. Ein Roboterarm ist flexibler als ein Bearbeitungszentrum und damit wie geschaffen für die Zahnradbearbeitung mit ihren Evolventenkonturen. Doch eine Roboter-Integration ist kein Plug-and-Play-Projekt. Den Arm mit einer Werkzeugspindel zu versehen, ist noch das kleinere Problem. Die Mathematik, die für die richtigen Bewegungen sorgt, ist die grössere Aufgabe.

Kurzum: Die Roboter-Programmierung für den genannten Zweck war technologisches Neuland. So mancher Rechner lief heiss. D. Landhäusser: «Wir haben erstmals die Frästechnologie mit Vollhartmetall-Schaftfräsern auf den Roboter übertragen. Das Ergebnis ist eine mathematisch korrekte Roboterbahn. Damit sind wir in der Lage, eine definierte Kantengestaltung in Stahl vorzunehmen, also auch eine gleichmässige, bis auf 0,2 mm genaue 5-mm-Fase. Die Zahnradkonstrukteure können nun mit definierten Werten rechnen.» Das habe bislang noch niemand so realisiert. Sind die Stückzahlen vorhanden, stehe jetzt eine neue Technologie für Grosszahnräder zur Verfügung – eine viel schnellere und präzisiere Methode als die herkömmliche Handbearbeitung. <<

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