Anca entwickelt hochpräzise Werkzeugschleifmaschine Nominiert: Werkzeugschleifmaschine «Anca MX7 Ultra»

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Die Werkzeugschleifmaschine MX7 Ultra ist für den SMM Award nominiert, der am 9. November am Swiss Production Forum in Zürich Oerlikon verliehen wird. Die «MX7 Ultra» zeichnet sich durch hervorragende Präzision aus, die u. a. höhere Standzeiten und höhere Schnittwerte der geschliffenen Werkzeuge ermöglicht.

Die neu entwickelte Werkzeugschleifmaschine Anca MX7 Ultra bringt höchste Genauigkeit in Serie, was erste Bearbeitungsergebnisse, laut Hersteller, belegen.

Das MX-Ultra-Paket umfasst neben den Kerninnovationen Nanometersteuerung und neuem Servosteuerungs-Algorithmus Neuerungen in Software und Konstruktion sowie integrierte Qualitätssicherungsfunktionen. Anwender sollen von signifikanten Verbesserungen bei Oberflächengüte, Formtoleranzen und Rundlaufgenauigkeit profitieren und damit Werkzeuge mit höherer Standzeit und besseren Zerspanungsergebnissen anbieten können.

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Das Zusammenwirken der Massnahmen gewährleistet, dass die erreichbare höhere Präzision und Qualität ab dem ersten Teil dauerhaft in der Serienproduktion erzielt wird.

Pat Boland, Co-Gründer von Anca, betont die Bedeutung der Neuheit für die Anwender: «Die MX7 Ultra stellt einen Entwicklungsschritt im Maschinenbau für die Präzisionsbearbeitung dar und wird den Herstellern sicher spürbare Vorteile bringen. Ich bin sehr stolz auf das Anca-​Entwicklerteam. Die Ingenieure haben in allen Bereichen der Konstruktion und Anwendungs­technik neue Lösungen gefunden, die sich in den herausragenden Testergebnissen gezeigt haben. Die Werkzeuge liegen sowohl in Bezug auf die Genauigkeit als auch die Standzeit über dem derzeitigen Marktstandard.

Die praktischen Kundenvorteile ergeben sich massgeblich aus unserer Fertigungstiefe, die es uns ermöglichte, die neuen Algorithmen für unsere Antriebe bis ins feinste Detail in ihrer Wirkung auf das Gesamtsystem abzustimmen.»

Toleranzfelder von zwei Tausendstel

Im Test unter realen Bedingungen mit Standard-Schleifscheiben wurden die angepeilten Ergebnisse in einer mittleren Serie bestätigt. Die Kugelkopffräser im Testlauf hatten durchgängig einen Rundlauffehler von kleiner als 0,002 mm, die Profilformgenauigkeit lag innerhalb einer Toleranz von +/–0,002 mm und der Durchmesser bei +/–0,0025 mm. Die Oberflächengüte war durchgängig hervorragend. Dabei konnte die Taktzeit gegenüber herkömmlichen Schleifprozesse noch reduziert werden.

Um die Steifigkeit der C-Achse zu erhöhen, kombiniert die MX7 Ultra Entwicklungen zur Nanometer- oder Mikrogradauflösung in der Linear- und Drehachse, Tuning-Parameter, verschiedene Systemverbesserungen und wesentliche mechanische Anpassungen. Durch die bessere Kontrolle und Abstimmung der Faktoren Verfahrgeschwindigkeit und Beschleunigung bzw. Verzögerung ergibt sich eine bessere Ruckbegrenzung der Maschine.

Der verbesserte Servo-Steuerung ermöglicht dank eines neuartigen Algorithmus und der Nanometer-Auflösung eine geschmeidige Bewegung der Achsen. Dadurch können feinere Übergänge erzeugt und Mikrospäne vermieden werden, was die Bearbeitungseffizienz und die Robust­heit durch ultraschnelle Reaktion auf interne oder externe Störungen erhöht.

Reduktion der Zykluszeiten

Ein weiterer Effekt ist die Reduzierung der Zykluszeiten und Erhöhung der Produktivität durch die Auswirkung des neuen Algorithmus auf die Leistungsfähigkeit der Kinematik der Maschine.

Das Servosystem ermöglicht Leistungsdaten, die ansonsten nur durch den Einsatz komplexer, komplizierter und teurer mechanischer Systeme darstellbar wären. Reduzierung von Rüst­zeiten und Ausschuss:

die Anca-Software ist darauf ausgelegt, konsistente Qualität im Produktionsbetrieb zu gewährleisten. Die Laser-Ultra-Komponente ist Teil des MX7-Ultra-Pakets und trägt dazu durch In-Prozess-Messung und Kompensation bei, unter Berücksichtigung von Scheibenverschleiss und anderen externen Schwankungen beim Schleifen von Grossserien.

Dank des analogen Messverfahrens kann eine Linienformgenauigkeit von weniger als +/–0,002 mm für jedes Profil eingehalten werden, einschliesslich Kugel- und Eckradiusfräsern.

Die inkludierte «iBalance-Software» trägt zur höheren Lebensdauer der Schleifscheiben und konstanter Werkzeugqualität bei. Sie unterstützt Anwender bei der Prozessoptimierung hinsichtlich Schleifposition und Drehzahl mittels Schwingungsüberwachung und prozessbegleitendem Auswuchten des Schleifscheibenpakets. Korrekt ausgewuchtete Schleifscheibenpakete führen zu einer besseren Oberflächengüte und einem geringeren Scheibenverschleiss durch den Wegfall der Scheibenvibrationen. Ein weiterer Bestandteil des MX7-Ultra-Pakets ist die Messung und Kompensation des gesamten Werkzeugrundlaufs in der «iGrind-Software».

Gesamte Serie: Toleranz von 0,002 mm

Wenn sich ein Fräser dreht, ist es wichtig, dass jede Schneide genau an der gleichen Stelle des Werkstücks auftrifft, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und effizient zu zerspanen. Jedes Werkzeug in einer Serie kann gemessen und bezüglich des axialen und radialen Rundlaufs kompensiert werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Serie innerhalb einer Toleranz von 0,002 mm liegt.

Für dauerhafte Massgenauigkeit ab dem ersten Teil sorgt die Motor Temperature Control (MTC), die die Temperatur des Spindelmotors unabhängig von den Betriebsbedingungen durch Modulation des Motorbetriebswirkungsgrades aktiv steuert und aufrechterhält. Durch die Reduzierung thermischer Schwankungen der Schleifspindel erreichen die Maschinen schnell thermische Stabilität und damit eine verbesserte Teilekonsistenz.

Schneidkanten mit hohen Oberflächengüten

Die glattere, feinere Schneidkante und Oberflächengüte, die sich aus der Kombination aller oben genannten Faktoren einschliesslich der Nanometerauflösung ergibt, hilft bei allen nachgelagerten Prozessen wir der Schneidkantenpräparation und Beschichtung. Eine feinere Schneidkante, die ordnungsgemäss vorbereitet wurde, ist stabiler, was die Wahrscheinlichkeit von Ausbrüchen verringert und gleichzeitig die Oberflächenrauheit verringert, die zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück führen kann.

Bei der Entwicklung der Maschine war die besonders ausgeprägte vertikale Integration von Anca von Bedeutung. Die Entwicklung und Produktion findet bei Anca vom Bett bis zur Umhausung intern statt. Dazu gehören neben allen Hauptkomponenten auch die Steuerungs- und Antriebssysteme sowie Design-, Simulations- und Monitoring-Software. Dies stellt für Anca ein Differenzierungsmerkmal dar und erlaubt den Ingenieuren und Konstrukteuren eine weitgehend ganzheitliche Herangehensweise. -böh- SMM

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