Fünf Stäubli-Roboter polieren Keramikspangen. - Bild: Blum-Novotest GmbH

Fünf Stäubli-Roboter polieren Keramikspangen für Gangwahlhebel. Die Präzision der Bearbeitung wird durch die Werkzeuglängenmessung mit dem Werkzeug-Messtaster Z-Nano von Blum gewährleistet. - Bild: Blum-Novotest GmbH

| von Sabine Königl

Thomas Wieland, Abteilungsleiter bei Toolcraft, erklärt: „Wir haben viel eigene Erfahrung mit Robotern und des Weiteren durch Unicam großes Know-how auf der Softwareseite zur Verfügung. Dieses Wissen kombinieren wir, um Sonderlösungen für die komplexen Aufgabenstellungen unserer Kunden zu entwickeln.“

Ein gutes Beispiel für diese Anforderungen ist eine Fertigungsanlage, die aus fünf 5-Achs-Schleifmaschinen und ebenso vielen Roboterzellen besteht. In diesen werden Vollkeramikspangen mit hinterleuchteter Ganganzeige geschliffen und poliert, die auf dem Gangwahlhebel aktueller Oberklasse-Modelle von BMW ihren Platz finden.

Hilfe bei schwer zu spannenden Teilen

Die Bauteile bringen bei der Bearbeitung eine ganze Reihe an Herausforderungen mit sich. So lässt sich unter anderem die flache, in alle Richtungen gebogene Spange nur schwer spannen, und die Keramik ist schwierig zu polieren.

In den Zellen von Toolcraft arbeiten hochpräzise Stäubli-Roboterarme mit einem eigens entwickelten, auf einer Schnelllaufspindel rotierenden Filzwerkzeug. Die Spangen – von denen es acht Varianten gibt – werden immer zu zweit in speziell angepassten Vakuum-Nullpunkthalterungen gespannt und nacheinander bearbeitet. Da sich der Filz trotz der zuvor aufgesprühten Polierpaste schnell abnutzt und manchmal von der Trägerscheibe löst, setzen die Franken in den Roboterzellen den Werkzeug-Messtaster Z-Nano von Blum ein, um vor jedem Poliergang die Dicke des Filzes – und damit die Lage der Oberfläche des Werkzeugs – zu bestimmen.

Auf einen Blick: Die Z-Nano-Serie von Blum-Novotest

Die Z-Nano-Serie von Blum-Novotest bietet Lösungen zur Werkzeugbruchkontrolle und Werkzeuglängenmessung in CNC Bearbeitungszentren. Schnelle und präzise Messungen sind unter widrigsten Fertigungsbedingungen durch modernes Messwerk mit Linearführung und optoelektronischer Schaltsignalgenerierung möglich.

Das zeichnet die Serie aus:

  • Schaltsignal wird durch Abschattung einer Miniaturlichtschranke generiert
  • ermöglicht deutlich höhere Messgeschwindigkeiten und Messgenauigkeiten als bei vergleichbaren Tastern
  • zuverlässige Werkzeugbruchkontrolle unter widrigsten Bedingungen
  • verschleißfrei und langzeitstabil

Ab einer bestimmten Verschleißgrenze nimmt sich der Roboter dann einen neuen Filz aus einem Magazin. Die einzuhaltenden Toleranzen sind extrem eng und liegen im Bereich von fünf Hundertstel Millimeter auf der Freiformfläche. Deshalb kommen auch schon bei der vorhergehenden Schleifbearbeitung Z-Nano-Taster in den Schleifmaschinen zum Einsatz, um auch die Schleifstifte präzise zu vermessen.

Dabei war den Franken wichtig, die Schleif- und Polierbearbeitung mannlos betreiben zu können – und das ist ihnen auch gelungen. Alle Maschinen – je fünf Schleifmaschinen und Polierroboter – können von einer einzigen Person bedient werden. Ohne die Werkzeug-Messtaster von Blum wäre dies nicht möglich.

Werkzeugmessgerät der Z-Nano-Serie von Blum-Novotest
Die Präzision der Fräsbearbeitung mit dem Roboterarm hängt ganz entscheidend von der regelmäßigen Werkzeugmessung mit dem Lasermesssystem von Blum ab. - Bild: Blum-Novotest

Die Mess-Laser liefern eine hohe Genauigkeit

Bei einem aktuellen Projekt in einer riesigen Bearbeitungszelle ist hohe Genauigkeit gefordert: Zur Kontrolle der über 60 unterschiedlichen Werkzeuge, die im Verlauf der Bearbeitung zum Einsatz kommen, ist in einer Ecke des Arbeitsraums das neue Lasermesssystem LC50-Digilog von Blum montiert. Mit dem System wird vor jedem Werkzeugwechsel eine Werkzeugbruchkontrolle durchgeführt und an kritischen Stellen der Bearbeitung die einzelnen Schneiden der Werkzeuge präzise gemessen.

Zudem liefert der Blum-Laser sehr zuverlässig exakte Informationen über die Position des Werkzeugs und seine Länge, die ermöglichen, mit einem Roboterarm genau arbeiten zu können. Der LC50-Digilog ist perfekt für die raue Umgebung geeignet, da er während der Bearbeitung die Öffnungen der Laseroptiken schließt, so dass kein Staub eindringen kann und zuverlässige Messungen auch in sehr schmutziger Umgebung sichergestellt werden.

"Toolcraft hat einen sehr guten Ruf bei den Kunden, der auf unserer Innovationskraft und unserem Qualitätsanspruch basiert. Daran haben die Blum-Messsysteme einen großen Anteil, weil sie flexibel sind, sowie zuverlässig und genau arbeiten – so wie wir eben auch."

Thomas Wieland, Toolcraft

Eine weitere Herausforderung bei diesem Projekt stellt der Materialblock dar, dessen Gewicht sich im Zuge der Bearbeitung von 1300 auf knapp über 200 Kilogramm reduziert. Er wird zwischen zwei Bearbeitungsschritten aus der Roboterzelle entfernt und wieder aufgespannt und muss zwingend neu eingemessen werden.

Die Roboterzelle nutzt dazu den modularen Messtaster TC63-10, der wie ein Werkzeug an der Spitze des Roboters angebracht wird und seine Daten mittels BRC-Funktechnologie an die Maschine überträgt. Auch bei diesem Messtaster wird das Schaltsignal optisch und damit verschleißfrei erzeugt, was eine über viele Jahre hinweg gleichbleibende Messgenauigkeit garantiert. Wie in vielen anderen Messtastern von Blum arbeitet im TC63-10 das hochpräzise, planverzahnte Shark360-Messwerk mit 72 Zähnen.

Mit dem Tastkopf Z-Nano wird die Werkzeuglänge gemessen. - Bild: Blum-Novotest GmbH
Das Filzwerkzeug nutzt sich schnell ab, deshalb wird vor jedem Poliervorgang mit dem Tastkopf Z-Nano die aktuelle Werkzeuglänge gemessen. - Bild: Blum-Novotest GmbH

Die bereits seit vielen Jahren präzise und unauffällig arbeitenden Messtaster und Lasermesssysteme von Blum haben sich in Georgensgmünd absolut bewährt. „Dies verdient großes Lob, weil fast alle unsere 60 5-Achs Bearbeitungszentren mit einem Blum-Lasermesssystem ausgestattet sind, außerdem erhält jedes neue Bearbeitungszentrum einen Messtaster. Nicht vergessen werden sollten zudem die Werkzeug-Messtaster in den Schleif- und den Poliermaschinen“, zieht Wieland ein positives Fazit. „Toolcraft hat einen sehr guten Ruf bei den Kunden, der auf unserer Innovationskraft und unserem Qualitätsanspruch basiert. Daran haben die Blum Messsysteme einen großen Anteil, weil sie flexibel sind, sowie zuverlässig und genau arbeiten – so wie wir eben auch.“

 

Quelle: Blum-Novotest GmbH

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