Blum: Messtaster in der Fertigung Unter rauen Bedingungen genau messen

Anbieter zum Thema

Blum-Novotest GmbH

BLUM-NOVOTEST GmbH

Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

Schwarz AG - Warmpresswerk

Angehrn AG - Umformtechnik

Kleine Elektromagnete fertigt Magnet-Schultz, Memmingen, meist in grossen Serien. Damit diese zuverlässig funktionieren, sind höchste Genauigkeiten beim spanenden Bearbeiten einzuhalten. Dies gelingt unter rauen Bedingungen mit Messtastern von Blum-Novotest.

Elektromagnete stellt das Unternehmen in Memmingen in einer Vielzahl an Varianten in kleinen und grossen Serien (bis 20 Mio. Exemplare jährlich) her. Deshalb muss die Fertigung sehr flexibel anpassbar sein. Entsprechend wird zum einen manuell montiert, zum anderen weitreichend automatisiert bearbeitet und montiert. Das erläutert Fertigungsleiter Werner Motz: «Unsere Fertigungsspezialisten setzen aussergewöhnlich oft auf Automatisierung. Dies betrifft auch Bearbeitungen für kleinere Jahresstückzahlen, so können wir Leerlaufzeiten auf den hochautomatisierten Maschinen füllen. Die Automatisierungslösung muss eben flexibel genug gestaltet werden, dann lohnt sich das. Dabei sind die Messtaster von Blum ein wichtiger Baustein.»

In grossen Serien bearbeiten

Beispielsweise bei Elektromagneten für die Automobilindustrie wird ein vorgeformtes Bauteil spanend nachbearbeitet. Sehr präzise Bohrungen, Fasen und Oberflächen sind anzubringen. Die Spezialisten beim Hersteller in Memmingen mussten nicht nur einen Fertigungsprozess entwickeln, sondern auch passende Spezialwerkzeuge finden, die den speziellen Werkstoff genau bei langen Standzeiten bearbeiten. Zudem sind kurze Taktzeiten gefordert, um die jährlich geforderten grossen Mengen herstellen zu können.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

Spezielle Prozesse verwirklicht

Am zylindrischen Bauteil sind einige unterschiedlich breite Nuten und mehrere Bohrungen, die radial sehr genau zu den Nuten ausgerichtet sein müssen, zu bearbeiten. Die Bohrungen (3 mm Durchmesser) sind zusätzlich hochgenau anzufasen und sorgfältig zu entgraten. Weitere Bearbeitungen erfordern ein Umspannen, um die zweite Seite zu bearbeiten bei sehr engen Lagetoleranzen zwischen den beiden Bearbeitungsseiten. Thomas Gerlach, Gruppenleiter Prozessoptimierung, sagt dazu: «Beim Maschinenhersteller schüttelte man erstmal mit dem Kopf, als wir mit unseren Ideen kamen. Wir arbeiten sozusagen falsch herum, beginnen mit der Bearbeitung in der Gegenspindel und übergeben dann in die Hauptspindeln. Nach einem intensiven Meeting waren wir uns aber einig, dass der Prozess möglich ist. Die Maschine wurde dann auf Basis des CNC-Mehrspindel-Drehautomaten quasi um den Prozess herum gebaut.

Die Automatisierung besteht aus einem Roboter im Arbeitsraum, einem zweiten Roboter fürs Bauteilhandling ausserhalb der Maschine. Zudem sind zwei Messtaster von Blum integriert. Die Rohlinge werden über einen Wendelförderer sortiert und in der richtigen Axiallage an einen mit einer Kamera ausgestatteten Drehteller gegeben. Mithilfe der Kamera richtet die Automatisierung das Werkstück radial nach einer Referenznut aus. Der äussere Roboter setzt dann je zwei Rohteile auf einen Drehteller, der die Werkstücke in den Bearbeitungsraum bewegt und zugleich zwei fertig bearbeitete Bauteile herausbringt. Der Roboter legt sie dann in Fertigteiltrays ab.

Der innere Roboter beliefert die Gegenspindeln mit Rohteilen vom Drehteller und entnimmt die fertig bearbeiteten Bauteile aus den Hauptspindeln. Nach dem Einsetzen eines Rohteils in die Spannzange führt die bewegliche Gegenspindel das Rohteil an einen im Bearbeitungsraum montierten Messtaster der Baureihe TC76 und tastet die Ränder der Referenznut sowie die Länge des Rohlings an. So ist die Lage des Rohteils im Backenfutter der Maschine sehr genau bestimmt. Auf Basis der erfassten Messwerte positioniert die Bearbeitungsmaschine das Rohteil genau so, dass neben der gesamten Bearbeitung auch mit einem angetriebenen Spezialwerkzeug die Querbohrungen an der richtigen Stelle gebohrt und im gleichen Arbeitsschritt gefast und entgratet werden. «Die Hersteller der Maschinen und der Messtechnik haben die komplexe Aufgabe grandios bewältigt. Insgesamt sind zwei Messtaster von Blum fest auf Konsolen montiert und per Kabel an die Steuerung angebunden», erläutert Christian Bracht, Bereichsleiter Vorfertigung Freitragende Systeme, und fügt an: «Durch die mehrfache Übergabe von Robotern zu Drehtellern, wieder zu Robotern und dann ins Spannfutter wäre die radiale Ausrichtung der Rohlinge ohne den Messtaster ungenau. Der Messtaster dient sozusagen als hochpräziser, digitaler Anschlag.» Dank der zwei Gegenspindeln kann jeweils eine Spindel die Bearbeitung durchführen, während die andere das nächste Rohteil mit dem Messtaster einmisst.

Messtaster und -zyklen in Maschine integriert

In zwei Meetings erörterten die Experten von Magnet-Schultz und Blum, wie die Messgeräte so in das System integriert werden können, dass sie bei möglichst kurzer Messzeit die optimale Ausrichtung der Rohteile ermöglichen. Dabei fanden sie Erkenntnisse, mit deren Hilfe der Maschinenhersteller die Messtechnik in seine Maschinen integrieren konnte. Zum Konzept sagt Daniel Miller, technischer Vertrieb bei Blum: «Je nach Maschine integrieren wir unsere Messtaster selbst in die Maschine und deren Steuerung, bei sehr komplexen Anlagen wie dem hier eingesetzten Drehautomaten ist es effizienter, wenn der Hersteller die Messung in die Abläufe seiner Maschine integriert. So haben wir im Vorfeld unterstützt, und dann hat der Maschinenhersteller selbst übernommen. Wobei wir natürlich auch mit den Herstellern selbst eng zusammenarbeiten.» Bei Magnet-Schultz betrachtet man die Zusammenarbeit als klassisches Concurrent Engineering: Produktion, Konstruktion und Lieferanten arbeiteten Hand in Hand, um einen sehr effizienten, zuverlässigen Fertigungsprozess zu entwickeln, zu verwirklichen und in Betrieb zu nehmen.

Kurze Messzyklen

Das Bauteil ist auf 20 µm genau zu fertigen bei hohen Oberflächengüten. Einige Flächen sind nur schwierig zugänglich. Ihre Bearbeitung erfordert schlanke Werkzeuge. Mit dem auskragenden Tasteinsatz kommt man in Memmingen sehr schnell an alle zu messenden Geometrien heran. So werden kurze, homogen in den Prozessablauf integrierte Messzeiten erreicht, ohne die hohen möglichen Antastgeschwindigkeiten von 2000 mm/min der Messtaster TC76 ausnutzen zu müssen.

Die Messtaster haben sich in Memmingen bewährt. Unter durchaus schwierigen Bedingungen im Bearbeitungsraum, in dem mit Öl statt mit Kühlschmierstoff gearbeitet wird, sind sie noch nie ausgefallen und arbeiten sehr zuverlässig. Das ist für die Prozesssicherheit speziell beim Fertigen in grossen Serien äusserst wichtig. «Die Messtaster von Blum sind absolut dicht und schmutzresistent und arbeiten auch unter diesen Umständen sehr präzise. Zudem war die Zusammenarbeit mit unserem Partner professionell und hat uns ermöglicht, einen komplexen Auftrag mit sehr hohen Jahresstückzahlen effizient und zuverlässig umzusetzen. Schliesslich ist auch die Anlage sehr gut angelaufen. Die Inbetriebnahme war nahezu reibungslos für solch einen komplexen Bearbeitungsprozess», fasst Werner Motz zusammen.

(kmu)

(ID:50345039)