Reportagen + Trends

Funkmesstaster TC63-30 von Blum

Es funkt in der Maschine

25.04.2012

Schredderanlagenbau: HSM nutzt den Funkmesstaster TC63-30 von Blum auf einem Dreh-Fräszentrum von Gildemeister, um den Fertigungsprozess von Zerkleinerungswalzen zu automatisieren. Die Rüst- und Bearbeitungszeiten konnten so deutlich reduziert werden.

Der Messtaster kann mit Tasteinsätzen mit einem Kugel-Durchmesser von gerade einmal 0,5 mm bestückt werden.

HSM ist Hersteller von Groß-Schredderanlagen, Aktenvernichtern, Kombinationspressen, vollautomatische Pressen sowie PET-Crusher-Systeme. Das Werk in Reichenbach fertigt Serienpressen, während in Frickingen nahe Salem Aktenvernichter entwickelt und montiert werden.

Betritt man die Fertigung von HSM in Salem, fällt in den blitzsauberen Hallen die Menge an Stangenmaterial auf, das zur Bearbeitung bereit liegt. Ob Aktenvernichter oder Crusher, ein großer Teil der hier hergestellten Produkte besitzt Walzen, die das Material einziehen und zerkleinern. Für die Herstellung dieser Walzen, die teils tief gerillt sind und im eingebauten Zustand ineinander greifen oder die mit Messerschneiden ausgerüstet sind, steht eine ganze Reihe von Bearbeitungszentren bereit. Diese werden mit Stangenmaterial bestückt und arbeiten dann mehr oder weniger automatisch ihr Programm ab.

Die Anforderungen an die Qualität der Walzen sind sehr hoch: Wenn zwei Walzen mit 0,65 mm breiten Rillen ineinander greifen, um Papier in feinste Streifen zu zerlegen, sind geringste Toleranzen gefordert, schließlich sollen sich die Walzen beim Rotieren nicht berühren. Zur Erreichung dieser Genauigkeit werden die Walzen zunächst grob bearbeitet, dann dieser Vorschnitt vermessen und die Zustellparameter der Endbearbeitung berechnet. Dies wird bei jeder einzelnen Walze durchgeführt; dazu musste früher mitten in der Bearbeitung die Maschine angehalten und die Tür geöffnet werden. Erst dann wurde die Bearbeitung weitergeführt. Marcus Winter, Meister in der mechanischen Fertigung und Bereichsleiter Dreherei, erläutert: „Die Alternative wäre gewesen, ohne Messen und Nachjustierung komplett fertig zu bearbeiten, aber dann wäre der Ausschuss höher gewesen. Und nicht zuletzt störte der erzwungene Stopp der Maschine den Arbeitsfluss und kostet Zeit, denn bei HSM bedient ein Mitarbeiter zwei, in der Großserienfertigung sogar drei Maschinen.

Auf einen Blick

Blum-Messwerk shark 360

  • planverzahntes, rotationssymetrisches Messwerk
  • höchste Messgenauigkeit auch bei außermittiger Antastung
  • exakt gleiches Schaltverhalten und konstante Auslenkkräfte
  • keine Vorzugsrichtung
  • Schaltsignal wird durch Abschattung einer Miniaturlichtschranke generiert
  • Anzeige des Schaltzustands über LED-Anzeige

Messtaster TC63-30 von Blum-Novotest mit BRC-Funkübertragung: Die Zerkleinerungswalzen können durch Einsatz des Blum-Messtasters vollautomatisch auf dem Dreh-Fräszentrum gefertigt werden.

Messtaster im Werkzeugmagazin
Heute wird ein Messtaster von Blum-Novotest im Werkzeugmagazin vorgehalten. Soll eine Messung vor oder zwischen den Bearbeitungsschritten automatisiert ausgeführt werden, wird der Messtaster einfach wie ein Werkzeug eingewechselt und die entsprechenden Messpunkte abgefahren. Dabei erfolgt die Datenübertragung nicht wie sonst üblich per Infrarot, sondern über Funk. Der Blum-Taster wird über zwei Lithiumbatterien mit Strom versorgt, die bei einer üblichen Auslastung von 5 Prozent etwa vier Monate Strom liefern. Die Messwerte werden über Infrarot oder wie im Falle HSM über Funk an einen Empfänger im Arbeitsraum weitergegeben.

Im Messtaster TC63-30 arbeitet wie in vielen anderen Modellen von Blum das Messwerk shark360, das nicht mit einem mechanischen Dreibein, sondern optisch das Schaltsignal generiert. Nach dem Dreibeinprinzip arbeitende Taster haben den Nachteil, dass sie abhängig von der Antastrichtung eine unterschiedliche Genauigkeit haben, zudem sorgt Mikroabbrand an den Schaltkontakten dafür, dass die Messtaster mit der Zeit verschleißen. Beim shark360-Messwerk erfolgt die Schaltsignalgenerierung nicht über einen mechanischen Kontakt, sondern optoelektronisch über die Abschattung einer Miniaturlichtschranke im Inneren des Messtasters. Dadurch arbeitet es absolut verschleißfrei und garantiert über viele Jahre hinweg höchste Zuverlässigkeit auch unter widrigsten Arbeitsbedingungen.

Zudem kann es vorkommen, dass ein mechanisches Messwerk das Schaltsignal erzeugt, wenn der Messtaster im Eilgang ans Werkstück vorpositioniert wird. Die Blum-Taster arbeiten einerseits mit einer höheren Messkraft, andererseits wird eine gewisse Auslenkung benötigt, um das Schaltsignal zu erzeugen. Ein leichtes Auslenken aufgrund von Beschleunigungskräften wird also nicht ausgewertet. Daher kann der TC63-30 mit bis zu 2 m/min am Werkstück antasten und trotzdem µm-genaue Messergebnisse liefern.

Winter erinnert sich: „Wir arbeiten seit vielen Jahren auch mit Blum-Lasermesssystemen, beispielsweise zur Kontrolle der Werkzeugschneiden in der mannlosen Fertigung oder zur Längen- und Radiusvermessung von Werkzeugen. Und seit fast drei Jahren nutzen wir Taster in den Bearbeitungszentren, zu Beginn mit Infrarotverbindung. Diese sind zuverlässig, aber gerade in den Gildemeister-Bearbeitungszentren, auf denen wir die Walzen fertigen, ist die Platzierung des Infrarotempfängers sehr schwierig. Da die Dreh-Fräszentren Schwenkköpfe haben, ist es nahezu unmöglich, in jeder Stellung freie Sichtverbindung zwischen Messtaster und Empfänger zu gewährleisten. Deshalb haben wir vor einigen Monaten die ersten Funktaster bestellt.“

Anstatt der auf dem Markt üblichen Übertragung via Kanalsprungverfahren oder Kanalzuordnung sendet der TC63-30 seine Daten mittels der von Blum vorangetriebenen BRC-Technologie. Der Vorteil dieser Technik liegt darin, dass jedes Bit eines Funksignals über einen großen Frequenzbereich gesendet wird, was die Übertragung besonders unempfindlich gegen Störeinflüsse macht.

Der modulare Messtaster mit shark360-Messwerk erfasst zu Beginn der Bearbeitung den Nullpunkt des Rohteils. Vor dem letzten Schnitt wird der aktuelle Durchmesser gemessen und die Zustellwerte berechnet.

Störungsfreie Datenübertragung
Winter stimmt zu: „Wir haben mit den Funktastern eine absolut störungsfreie Datenübertragung. Das zahlt sich direkt aus, denn wenn die Datenübertragung nicht klappt, steht die Anlage, und der Bediener müsste dann manuell eingreifen. Unser Ziel ist es, das komplette Prüfprotokoll schon während der Bearbeitung zu erstellen und in SAP abzulegen, dann müssten wir die Walzen nicht erst in die Qualitätssicherung bringen, um Bearbeitungsfehler zu erkennen, sondern könnten sie direkt weiterbearbeiten. Die Zusammenarbeit mit Blum-Novotest ist sehr gut“, so Winter weiter, „ein großer Vorteil ist die geographische Nähe. Einmal ist ein Messtaster auf den Boden gefallen, da hatten wir in kürzester Zeit Ersatz und dadurch eine sehr kurze Stillstandszeit. Dabei halten die Blum-Taster was aus, sie sind robuster als andere Taster, die wir im Einsatz hatten.“ Doch nicht nur mechanisch sind die Taster belastbar, sondern auch beim Messen: „Man lernt ja: ‚Erst saubermachen, dann messen‘. Dem Blum-Taster ist das egal, er lässt sich nicht mal vom Kühlschmiermittel beirren. Und nicht zuletzt sind die Taster durch die modulare Bauweise flexibel einsetzbar und mit sehr leichten Verlängerungen aus Karbon auch bei schwer zugänglichen Messstellen nutzbar.“

Durch die Blum-Taster sind die Rüstzeiten nach Aussage von Winter stark zurückgegangen – teils um über 50 Prozent. „Für die Nullpunkterfassung und das Vermessen des Vorschnittes musste die Maschine anhalten, der Bediener von Hand messen und die Werte in die Maschinensteuerung eingeben, was zudem fehlerträchtig war. Heute ist die Messung in die Bearbeitung integriert, und wir können in drei Schichten mit Mehrmaschinenbedienung extrem effizient fertigen“, fasst Winter die Vorteile zusammen.