Das fünfachsige Modell 529XW eignet sich für das Schleifen von Fräsern mit Durchmessern zwischen 1 und 20 mm. Ganz rechts der automatische Wechsler für die Schleifscheibenpakete.
Jean-Charles Marty, Leiter Technologie- und Prozessentwicklung der Rollomatic SA in Le Landeron, bringt die Situation auf den Punkt: „Vollhartmetallfräser sind Hochpräzisionsprodukte. Sie werden heute teils in großen Stückzahlen hergestellt, so dass die Kosten der Bearbeitung immer mehr in den Vordergrund rücken.“ Für das Schweizer Unternehmen Grund genug, für seine Werkzeugschleifzentren für große Durchmesser die neueste Ausstattung für die vollautomatische, sicher beherrschte Produktion großer Stückzahlen verfügbar zu machen. Darüber hinaus gewährleistet diese Ausstattung zugleich auch eine hohe Flexibilität für schnelle Produktwechsel.
Unterschiede der Maschinen
„Vom Aufbau und Arbeitsprinzip her unterscheiden sich unsere beiden „GrindSmart“-Maschinen für große Fräserdurchmesser durch eine sechste Achse beim Modell 629XW“, ergänzt Marty.
Um eine optimale Versorgung mit Kühlschmierstoff sicherzustellen, enthält der Wechsler für jedes Scheibenpaket einen eigenen Düsensatz, der zusammen mit dem Schleifwerkzeug ausgetauscht wird.
Bei beiden Zentren sind vier Achsen auf dem Support der Spannzange angeordnet. Die fünfte Achse befindet sich im Schleifscheibensupport und führt das Schleifwerkzeug horizontal am Werkstück vorbei. Das so ausgestattete Modell 529XW ist für die Bearbeitung von Fräsern im Durchmesserbereich 1 bis 20 mm ausgelegt. Beim Modell 629XW kann das Schleifscheibenpaket noch zusätzlich eine vertikale Schwenkbewegung ausführen, was die Realisierung bestimmter Fräsergeometrien erleichtert. Die 629XW eignet sich darüber hinaus auch für die Bearbeitung von Fräsern mit kleinerem Durchmesser bis herab zu 0,1 mm. Bei beiden Maschinen sind alle Achsen mit höchster Genauigkeit miteinander synchronisiert, um so die erforderliche Präzision der Bearbeitung sicherzustellen. Fast noch wichtiger als die verdoppelte Antriebsleistung der neuen Schleifspindel, die sowohl die GrindSmart 529XW als auch die GrindSmart 629XW mitbringen, ist deren Antriebstechnik. Ein sehr hohes und konstantes Drehmoment, gerade im unteren Drehzahlbereich, ist mit entscheidend für die Leistungssteigerung, „weshalb sich die Maschinen auch für den Tiefenschliff bei großen Werkzeugdurchmessern eignen“, bekräftigt Marty.
„Die neuen Maschinengenerationen verfügen über eine deutlich erweiterte Software für den unterhalb der Schleifspindel angeordneten Messtaster“, Jean-Charles Marty.
„Eine mannlose vollautomatische Fertigung setzt Handlingsysteme für den Wechsel sowohl der Werkstücke als auch der Schleifwerkzeuge voraus“, erläutert Marty. Für den Werkstückwechsel sorgt ein Roboter, der bis zu 1000 Rohlinge bereithalten und die fertig bearbeiteten Fräswerkzeuge etwa in Trays einsortieren kann. Ein ebenso entscheidender Aspekt ist jedoch auch die Möglichkeit zum Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge, da bei komplexeren Fräsergeometrien fallweise etliche unterschiedliche Schleifscheiben zum Einsatz kommen. Deshalb verfügen beide Maschinen über einen automatischen Wechsler für bis zu sechs individuell konfigurierte Schleifscheibenpakete. Ein solches Schleifscheibenpaket umfasst bis zu vier unterschiedliche Scheiben
Mit Hilfe der unten angeordneten vertikalen Drehachse kann der gesamte Supportaufbau horizontal geschwenkt werden. Hinzu kommen eine horizontale Achse in Werkstück-Längsrichtung, eine Vertikalachse sowie die Drehachse der Spannzange. Das Schleifscheibenpaket kann in Richtung seiner Drehachse verfahren werden.
Bild: Vollrath
auf einer gemeinsamen Welle. Die Kopplung an die Maschine erfolgt über eine HSK-50-Schnittstelle. Somit kann die Maschine gleichzeitig bis zu 24 unterschiedliche Schleifwerkzeuge vorhalten und automatisch jeweils entsprechend der Aufgabenstellung zum Einsatz bringen. Die Flexibilität ist dabei sehr hoch: Je nach Jobmix kann man das Magazin entweder mit zusätzlichen Schwester-Scheibensätzen bestücken, um besonders lange Serien abzuarbeiten, alternativ aber auch bestimmte Aufgaben an unterschiedlichen Fräsern mit ein und demselben Schleifwerkzeug durchführen, um so eine möglichst große Aufgabenflexibilität ohne Unterbrechung der Arbeitssequenz zu erreichen.
Beim Schleifen ist eine reichliche und genau ausgerichtete Schmierung und Kühlung von Werkstück und Scheibe ein entscheidender Faktor. Um die optimale Versorgung mit Kühlschmierstoff sicherzustellen, wird für jedes Scheibenpaket ein eigener Düsensatz konfiguriert und jeweils zusammen mit dem Schleifwerkzeug im Wechsler vorgehalten. Der Austausch erfolgt jeweils im Paket. Die Einstellung des Düsensatzes erfolgt hauptzeitparallel mithilfe einer externen Vorrichtung.
Unterbrechungsfreie Produktion
„Ein weiterer wichtiger Punkt für eine unterbrechungsfreie Produktion ist das periodische Aufrauen der Scheiben“, verrät Marty. Um die Abrasivität zu erhalten, muss die Scheibenoberfläche nach einer gewissen Zahl an Arbeitsgängen „aufgeraut“ werden, indem man sie an einem speziellen Aufrauwerkzeug vorbeiführt. Im Laufe einer längeren Arbeitssequenz muss eine solche Behandlung fallweise mehrere Dutzend Mal vollautomatisch wiederholt werden. Das entsprechende Werkzeug befindet sich in einer speziellen ausfahrbaren Halterung auf dem Werkstücksupportschlitten und wird entsprechend den in der Steuerung hinterlegten Daten periodisch zum Einsatz gebracht.
Auf einen Blick
GrindSmart 529 XW
Das 5-Achsen-Präzisions-Schleifzentrum GrindSmart 529XW wurde speziell für die Fertigung von rotierenden Schneidwerkzeugen in Standard- und Hochleistungsausführung, im Durchmesserbereich zwischen 0,5 und 20,0 mm entwickelt. Für die Produktion sowohl von großen als auch kleinen Losgrößen wurde die GrindSmart 529XW mit fünf gleichzeitig interpolierenden Achsen und einem Schleifscheibenwechsler mit sechs Magazinplätzen ausgestattet
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Mit dieser Vorgehensweise wird sichergestellt, dass die abtragende Wirkung der Schleifscheibe und damit einer der entscheidenden Parameter zur sicheren Beherrschung des Bearbeitungsprozesses sich auch bei großen Serien stets in einer engen Bandbreite um das Optimum bewegt. Die Änderung des Schleifscheibendurchmessers durch das Aufrauen wird von der Steuerung nachgehalten und bei der Berechnung der Bahnparameter berücksichtigt.
Wichtiges Ausstattungsmerkmal
„Als weiteres wesentliches Ausstattungsmerkmal verfügen die neuen Maschinengenerationen über eine deutlich erweiterte Software für den unterhalb der Schleifspindel angeordneten Messtaster“, verrät Marty. Vor Beginn der Bearbeitung
„Unsere GrindSmart-Maschinen ermöglichen die vollautomatische mannlose Serienproduktion von Fräswerkzeugen großen Durchmessers in höchster Qualität“,
Jean-Charles Marty, Rollomatic SA.
wird mithilfe dieses Tasters zunächst die exakte Position des Werkstückes erfasst und als Referenz in der Steuerung hinterlegt. Nach Fertigbearbeitung können wesentliche Maße des Werkstücks kontrolliert werden, ohne dass es aus der Aufspannung entnommen werden müsste.
„Inzwischen sind bereits einige dieser Schleifzentren bei Kunden im Einsatz und haben sich dort sehr gut bewährt“, freut sich Marty. Ein Kunde betreibt eine Fräserfabrik in Europa und bedient eine große Bandbreite anspruchsvoller Märkte wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik oder Maschinenbau. Die Abnehmer dieser Werkzeuge setzen höchste Präzision als selbstverständlich voraus und verlangen darüber hinaus wettbewerbsfähige Preise. Mitte 2014 beschaffte der Kunde deshalb eine neue Anlage des Typs 629XW, mit der vor allem Fräser mit Durchmessern von 6 mm hergestellt werden. Besonderes Interesse galt dabei der Möglichkeit der direkten Vermessung der Werkstücke noch in der Maschine, weil man so ein „Wegdriften“ der Maße
Zum Aufrauen wird die Scheibe an einem speziellen Aufrauwerkzeug vorbeigeführt.
unmittelbar erkennen und kompensieren kann. Die Abmessungen weisen dadurch eine sehr enge Streuung auf. Ebenso wichtig ist aus Kundensicht, dass sich die Streuung gut in der Mitte des Toleranzbandes halten lässt, was der 6-Sigma-Philosophie der Anwender entgegenkommt. Bei einer Fertigungskampagne im Rahmen der Abnahme wurden auf der Anlage insgesamt rund 600 Fräser des gleichen Typs hergestellt, wobei die Maschine ununterbrochen mehr als zwei Tage vollautomatischen Betriebs absolvierte. Die Aufzeichnung der Durchmesserwerte für jedes vierte Werkstück belegt, wie eng das Streuband ausfällt und dass so gut wie keine Drift auftritt.
Erwartungen erfüllt
„In allen Fällen zeigte sich, dass unsere GrindSmart-Maschinen die in sie gesetzten Erwartungen vollständig erfüllten und die vollautomatische mannlose Serienproduktion von Werkzeugen großen Durchmessers in höchster Qualität ermöglichen“, bilanziert Marty abschließend.
Klaus Vollrath
Kontakt: Rollomatic SA, www.rollomaticsa.com
