Moderne Voreinstelltechnik steigert Produktivität, Präzision und Prozesssicherheit

Berg Spanntechnik produziert modulare Spannsysteme für zerspanende und umformende Werkzeugmaschinen. Das Unternehmen unterscheidet dabei vier Anwendungsbereiche: die Werkzeug- und die Werkstückspannung, Sonderanwendung und Umformtechnik. Vertriebsleiter Christian Wenge erklärt: „Wir sind der Spezialist für anspruchsvolle Spanntechnik, die man nicht von der Stange kaufen kann. Wir produzieren fast ausschließlich Maßanfertigungen, die speziell auf den kundenspezifischen Anwendungszweck ausgerichtet sind.“ Dementsprechend gibt es BERG-Spannsysteme von klein bis groß – für die Medizin- bis zur Energietechnik, für die Automobilindustrie, den allgemeinen Maschinenbau und viele andere Branchen.

Das Bielefelder Unternehmen verfügt über mehr als 100 Jahre Erfahrung in Konstruktion, Fertigung und Montage anspruchsvoller Spanntechnik. „Entscheidend ist für uns, dass wir stets beste Qualität liefern, damit auch unsere Kunden qualitativ hochwertig produzieren können“, sagt Christian Wenge. „Dafür besitzen wir einen durchgängig modernen Maschinenpark, den wir zunehmend automatisieren und digitalisieren – und zwar bis ins Detail.“

Einen wichtigen Part übernimmt das Werkzeugmanagement, das BERG 2021 mit dem COSCOM ECO-System auf aktuellen Stand brachte. Seitdem sind alle Werkzeuge und Aufnahmen als digitaler Zwilling im System hinterlegt. Für die digitale Durchgängigkeit fehlte in den letzten Jahren allerdings noch der direkte Datenaustausch mit dem Werkzeugvoreinstellgerät.

Werkzeugvoreinstellung – ein wichtiges Element der zerspanenden Fertigung

CAM-Programmierer Oliver Oberkoch weist darauf hin, dass Berg die Vorteile der Werkzeugvoreinstellung schon seit den 1980er Jahren nutzt: „Damals hatten wir noch manuelle Geräte, um unsere Werkzeuge vor dem Prozess einzustellen und zu vermessen. Vor knapp 20 Jahren investierten wir dann in ein teilautomatisiertes Voreinstellgerät Microset UNO, das bereits eine gewisse Datenübertragung ermöglicht hat. Doch unser derzeitiges Highlight ist das im letzten Jahr beschaffte, vollautomatische Haimer Microset Voreinstellgerät VIO linear, das auch den bidirektionalen Datenaustausch mit unserem Werkzeug- und Datenmanagementsystem beherrscht.“

Oliver Oberkoch, der bei Berg auch für die digitale Werkzeugverwaltung und Koordination der Werkzeugvoreinstellung zuständig ist, erwähnt die grundsätzlichen Vorteile einer Werkzeugvoreinstellung: „Da beim Einwechseln des Werkzeugs in die Maschine die exakten Werkzeugdaten vorliegen, reduzieren wir die Maschinenstillstandzeiten, steigern die Präzision und verringern Nacharbeiten und Ausschuss. Wir erhalten konstante und wiederholbare Prozesse.“ Und er fügt hinzu: „Ideal ist es, wenn das Voreinstellgerät die Soll-Daten auf direktem Weg aus dem Werkzeugmanagement- beziehungsweise aus dem CAM-System erhält und die gemessenen Ist-Daten dann auch digital zur Maschine transferieren kann. Genau das schaffen wir mit unserem neuen Haimer Microset Voreinstellgerät VIO linear.“

Entscheidung für die High-End-Lösung

Dass in ein Haimer Microset-Gerät investiert wird, war sehr schnell klar. Schon bisher war das Fertigungsteam bei BERG mit den Microset-Geräten hochzufrieden. „Haimer pflegt die gleiche Qualitätsphilosophie wie wir“, sagt Oliver Oberkoch. „So war letztlich die gebotene Technik in höchster Qualität kaufentscheidend.“

Das Microset VIO linear ist als Komplettlösung im Bereich der vollautomatischen High-End-Voreinstellgeräte konzipiert. Bei Berg kommt das Standardgerät 20/50 zum Einsatz, das perfekt zu den Anforderungen passt. Laut Oberkoch wären die 400 mm Höhe eines neuen Microset UNO – das auch in der Auswahl stand – nicht ausreichend gewesen. Das VIO 20/50 hingegen lässt es zu, Werkzeuge bis zu 500 mm Länge zu vermessen, die Berg unter anderem fürs Tieflochbohren benötigt.

Thorsten Böker, der zuständige technische Verkaufsrepräsentant von Haimer, erwähnt einige technische Details, die für die Qualität entscheidend sind: „Das Gerät verfügt über eine FEM-optimierte und thermostabile Grauguss-Konstruktion, die durch hohe Steifigkeit überzeugt. Dadurch entsteht auch bei maximal zulässiger Belastung so gut wie keine Verwindung. Der Linearantrieb ist einzigartig. Er gewährleistet ein schnelles, geräuschloses und hochgenaues Positionieren. Mit einer Wiederholgenauigkeit von ±2 µm und einer Rundlaufgenauigkeit an der Spindel von ebenfalls 2 µm erfüllt das VIO linear höchste Präzisionsanforderungen.“

Ein wichtiges Element ist die ISS-Ultra-Präzisionsspindel. Sie arbeitet mit dem gleichen Spannsystem wie die Produktionsmaschine, wodurch sich hochgenaue, praxisnahe Messergebnisse erzielen lassen.

Offen für den Datenaustausch mit diversen Werkzeugverwaltungssystemen

Ein weiterer entscheidender Vorteil des Haimer Microset Systems ist die Offenheit für die Kommunikation mit Drittsystemen. Haimer Microset bietet über 50 Schnittstellen zu Systemen verschiedener Anbieter und unterstreicht damit seine Flexibilität und Kundenorientierung. „Es war für uns ein entscheidendes Kriterium, dass unser neues Voreinstellgerät mit der COSCOM-Software Daten austauschen kann“, betont Oliver Oberkoch. „ Haimer konnte uns eine perfekt funktionierende Schnittstelle liefern und war uns auch durch neuprogrammierte Postprozessoren für unsere Bearbeitungszentren eine große Hilfe.“

Um die Arbeit mit dem Haimer Microset VIO linear möglichst einfach zu gestalten, ließen die Verantwortlichen statt einem Monitor gleich zwei installieren. Die Mitarbeiter in der Werkzeugvoreinstellung können sich so auf einem Bildschirm den Zusammenbau anschauen, während auf dem anderen Bildschirm die Messsoftware läuft. So sind optimale Arbeitsabläufe gewährleistet und der Maschinenbediener hat direkt alles im Blick.

Durchgängiger digitaler Workflow

Vertriebsleiter Wenge bestätigt: „Mit dem Haimer Microset VIO linear und der Verknüpfung zur COSCOM-Software haben wir einen großen Schritt in Richtung Industrie 4.0 getan und unsere Systemlandschaft auf diese beiden Elemente vereinfacht.“ Die verbesserte digitale Verknüpfung reduziert die Fehleranfälligkeit erheblich. „Vorher konnte man noch aus Versehen die falschen Werkzeugdaten einlesen. Das ist heute fast ausgeschlossen", ergänzt Oliver Oberkoch. „Das NC-Programm sowie alle fertigungsrelevanten Informationen und Werkzeugdaten werden über eine einheitliche Oberfläche übertragen, was zu sehr hoher Prozesssicherheit führt.“

Und so sieht der durchgängig digitale Prozess aus: Wenn ein neuer Fertigungsauftrag eintrifft, wird das Bauteil im CAD/CAM-System programmiert. Dazu lassen sich die Werkzeugdaten beziehungsweise die digitalen Zwillinge der Werkzeuge übers Werkzeugverwaltungssystem einlesen. Ist die Programmierung abgeschlossen, werden die Werkzeugdaten an die Werkzeugvoreinstellung übertragen. Der zuständige Mitarbeiter ruft sich diese Daten auf und weiß dann genau, wie die Werkzeuge zusammengebaut werden müssen, damit das Programm funktioniert.

Anschließend vermisst er die Werkzeuge über die Microset-Software und legt die Ist-Daten der Werkzeuge über einen Haimer-Postprozessor auf dem Server ab. Der Maschinenbediener kann sich dann an einem IPC-Terminal in unmittelbarer Nähe der Maschine das Datenblatt seines zu fertigenden Bauteils aufrufen und das Programm einlesen. Über die gleiche Oberfläche schickt er schließlich die Werkzeugdaten an die Maschinensteuerung und startet den Zerspanungsprozess. Oliver Oberkoch weist darauf hin, dass die grundsätzlichen Vorteile der Werkzeugvoreinstellung nach wie vor gelten: „Wir verzeichnen zudem beim Rüsten einen Zeitgewinn, der sich allerdings nicht exakt quantifizieren lässt, sondern je nach Fertigungsfall unterschiedlich ausfällt.“

Wertvolle Partnerschaft

Oberkoch begleitete die Einführung des neuen Microset-Geräts VIO linear von A bis Z und findet lobende Worte für den Partner Haimer: „Die Unterstützung war perfekt, sei es hinsichtlich der Schnittstelle zu unserer bestehenden Werkzeugverwaltung oder auch der Programmierung der Postprozessoren. Ganz so, wie wir es von HAIMER aus anderen Bereichen gewohnt sind.“

Schließlich sind bei Berg Spanntechnik viele weitere Haimer-Produkte im Einsatz, zum Beispiel die gesamte Palette der Schrumpftechnik – vom Schrumpfgerät Power Clamp bis zu verschiedenen Schrumpfaufnahmen und -verlängerungen. Außerdem nutzt BERG weitere Werkzeugaufnahmen, Aufsteckfräsdorne und testet derzeit Werkzeuge mit Duo-Lock-Schnittstelle fürs Reiben in harten Materialien. Oliver Oberkoch resümiert: „Es ist für uns ein großer Vorteil, dass Haimer ein Systemanbieter für den gesamten Werkzeugbereich rund um die Werkzeugmaschine ist.“