Schleifmaschine Helitronic Micro von Walter Maschinenbau

Die Vorteile der Maschine liegen bei einem stabilen Achsaufbau, der ausgereiften Funktionalität für Präzision und Produktivität, im schnellen Schleifscheibenwechsel durch den dynamischen Schleifkopf mit Schwenkachse, in der übersichtlichen, bedienerfreundlichen Anwendungssoftware, den verfügbaren Optionen zur Effizienzsteigerung und den langjährigen Erfahrungen von Walter Maschinenbau beim Werkzeugschleifen.

Maschinenaufbau

Das Maschinenbett ist aus einem stabilen Mineralguss hergestellt, der schwingungsabsorbierende Eigenschaften hat. Die Aufbauten wie Ständereinheit, Achsbaugruppen und Schlitteneinheiten sind aus einer Graugusskomponente. Auf dem Bett aufgesetzt sind die Ständereinheit mit den Verfahrschlitten für Y- und Z-Achse (Schleifachse) und die Grundplatte für den Schlitten der X-Achse (Werkstückachse ist auf der X-Achse montiert). Alle Linear- und Rotationsachsen sind gekühlt und mit Direktantrieben ausgestattet.

Das Herzstück der Maschine ist der auf der Z-Achse drehbar gelagerte, mit einem Torqueantrieb ausgestattete Schleifkopf (B-Achse), der als NC-Achse interpolierend verfahrbar ist. Im Schleifkopf sind drei einzeln angetriebene und gekühlte Schleifspindeln platziert, die je Spindel einen Scheibensatz mit bis zu drei Schleifscheiben tragen können. Der schnelle Scheibenwechsel innerhalb von zwei Sekunden durch das dynamische Schwenken der B-Achse ermöglicht kurze Taktzeiten und damit Produktivität. Durch die Anzahl vorhandenen Schleifscheiben auf dem Kopf und kurze Wechselzeit kann die einzelne Scheibe auf wenig Verschleiß gefahren werden und damit eine höhere Qualität im Schleifprozess erzielt werden. Die Flexibilität der Maschine zeigt sich auch in der Auslegung des Schleifkopfs.

Eine der drei Schleifspindeln ist mit höherer Leistung (6,3 Kilowatt) ausgestattet, sodass speziell bei Schruppoperationen hohe Abtragsraten gefahren werden können und damit steigt die Produktivität.

Ein weiterer Vorteil der Maschine ergibt sich bei der Auslegung des Werkstückspindelstocks, der auf der X-Achse verschoben wird. Er ist drehbar auf der mit Torquemotor angetriebenen C-Achse platziert und fährt auf einem Linearschlitten (X2-Achse). Mit dieser X2-Achse positioniert die Maschine jedes Werkzeug im TCP optimal auf die Drehachsenmitte.

Das bedeutet für den Schleifprozess weniger Ausgleichsbewegungen aller Achsen, geringeren Energieeinsatz und bessere Schleifergebnisse. Ein Wettbewerbsvorteil am Markt. Dazu kommt, dass die Werkstückspindel (A-Achse) konstruktiv neu ausgelegt wurde und jetzt mit einer Drehzahl von 3.000 min-1und integrierter Labyrinthdichtung ausgeführt ist. Dies ermöglicht im Schleifergebnis bessere Oberflächenrauhigkeiten.

Auf dem Schlitten der X2-Achse können Schaft- und Stützlünetten aufgebaut werden, die zur Führung und Abstützung auskragender Werkstücke nötig sind. Messtechnik in der Maschine wie beispielsweise der Laser-Contour-Check und auch im Postprozess mit der Maschinenbaureihe Helicheck erhöhen die Prozesssicherheit und Werkzeugqualität entscheidend. Abgestimmt auf die Dimension der geschliffenen Werkzeuge sind Präzisionsmessmaschinen verfügbar.

Automatisierung

Aufgaben der Prozessautomatisierung übernimmt ein sechsachsiger Knickarmroboter, der direkt auf dem Maschinenbett platziert ist, positionsoptimiert für Be- und Entladeaufgaben. Er versorgt die Maschine mit Rohlingen aus dem Palettenarchiv im Arbeitsraum des Roboters und speichert Fertigteile zurück. Im Magazin können bis zu 1.500 Werkzeuge gespeichert werden. Der Robotlader erledigt auch den Wechsel von Spannzangen in der A-Achse.

Prozessüberwachung

Walter nutzt verschiedene Systeme zur Positionierung der Rohlinge/ Werkstücke vor Beginn der Schleifoperation. Das Messsystem Heli-Probe erfasst wichtige Werkzeugparameter und positioniert das Werkzeug im Spannsystem.

Das Tool-Vision-System ist ein Kamerasystem und wird im Handling der Roboterzelle geführt. Es erfasst automatisch Merkmale an Rohlingen / Werkzeugen und positioniert diese lagegerecht, wie beispielsweise Kühlkanäle in den Rohlingen und andere technische Details.

Der Laser-Contour Check ist ein Lasersystem, wird im Schleifkopf montiert und fährt im Scan-Modus die Kontur des geschliffenen Werkzeugs ab. Damit wird die Geometrie des Werkzeugs im Mikrometerbereich erfasst. Die Laseroperation verknüpft sich mit der Werkstückkontur, folgt während der Messung automatisch der entsprechenden Schleifkante und führt anschließend einen Abgleich zwischen Soll- und Ist-Kontur durch. Liegen die Abweichungen außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs, leitet die Software vollautomatisch eine Kompensation ein und stellt damit sicher, dass die nachfolgenden Teile wieder innerhalb der Toleranzen liegen.

Der Tool-Balancer ist eine einfache Methode, zentrumsschneidende Werkzeuge mit einer ungeraden Zahl an Spanräumen, ungleich geteilte Werkzeuge oder Sonderwerkzeuge zu analysieren und gegebenenfalls auszuwuchten.

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check wurde das Schleifen eines Hartmetall-Stirnsenkers mit Durchmesser 0,5 Millimeter vorgeführt.

Steuerung

Als Steuerung wird die Fanuc 310i eingesetzt mit der eigenen Software Helitronic ToolStudio. Mit den hinterlegten Zyklen können neue Aufgabenstellungen sehr schnell erledigt werden. Dank der vorhandenen 3D-Daten sind eine Simulation des Prozesses und eine Kollisionsbetrachtung parallel durchführbar.

Die United Grinding Group hat eine einheitliche Software-Architektur (C.O.R.E.; Customer Oriented ­REvolution) gestaltet, die bei allen Produkten eingesetzt wird. Der Datenaustausch über Schnittstellen, die Anbindung an externe Systeme und die Nutzung von IoT-Anwendungen ist bei allen Produkten aus dem Hause gleich gestaltet. Der Bediener findet so an jedem Produkt den strukturell gleichen Aufbau am Bedientableau. Er kann seine eigene, personifizierte Oberfläche einrichten, diese auf der persönlichen Chipkarte abspeichern und sich an jeglichem Produkt der United Grinding Group anmelden und ist damit sofort arbeitsfähig.

Die nutzergerechte, intuitive und einheitliche Bedienung erleichtert die Arbeit für Einrichter, Maschinenbediener und Instandhalter. Über Core kann er auch Digital-Solutions-Anwendungen aus dem Haues United Grinding nutzen, wie den Remote-Service, den Service-Monitor, ein Wartungshandbuch, den Production-Monitor, der die aktuelle Situation in der Fertigung beschreibt, und weitere Apps, die ihn im Bedienumfeld unterstützen.

Service/TCO

Die Service-Hotline ist mit Fachkräften besetzt, die den Kunden direkt unterstützen können. Viele Störungen können da schon gelöst werden oder auch im folgenden Remote-Zugriff auf die Maschinensteuerung. Im Serviceeinsatz vor Ort wird die Dokumentation digital abgewickelt und über das Service-Notebook direkt in der SAP-Datenbank archiviert. Auswertungen zu den gespeicherten Daten werden nur bei Bedarf gemacht, was auch die Ermittlung von TCO-Daten betrifft. Maschinenbezogen können die erfassten Daten auch dem Kunden zugestellt werden. Monatliche Sitzungen zu aufgetretenen Ausfällen analysieren die Ursachen im eigenen Umfeld und bei Bauteilieferanten. Momentan ist Walter in der Planung von Onlinezugriff des Kunden auf Ersatzteile und Wartungsumfänge.