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Näher ran geht nicht: Die GrindTec FACTORY stellt eine Prozesskette zum Anfassen in den Mittelpunkt

von Tilo Michal - „Live und in Farbe“: In der neuen GrindTec Themenwelt FACTORY können Messebesucher auf 500 Quadratmetern die gesamte Prozesskette des Schleifens hautnah miterleben. Sieben Unternehmen produzieren in Halle 7 in einem digital vernetzten Verbund und geben dabei Einblicke in die Fertigung von morgen.

Es geht nicht nur um Maschine und Werkzeug, sondern auch um die Datenaufbereitung, die Konstruktion, dieSchneidkantenpräparation oder gar das Messen. „Das Ziel dieser aufwändigen Schau, die dem Leitspruch Zukunft in Anwendung folgt, ist es, Prozesse sichtbar, fühlbar und wahrnehmbar zu machen“, berichtet Thomas Löhn. Er übernimmt mit seiner Firma GDS Präzision das Thema Spannen in der Prozesskette. Das besondere bei der GrindTec Factory ist, dass man sieht, wie sowohl mechanische als auch digitale Schnittstellen zu anderen Technologien funktionieren. „Ein Beweis dafür, wie praxisnah und an den tatsächlichen Bedürfnissen der Schleifer orientiert die GrindTec ist, schließlich sind wir als Fachlicher Träger der Messe und Handwerksverband täglich mit unseren Mitgliedern in Kontakt: es ist also eine Präsentation von Schleifern für Schleifer“, betont FDPW-Geschäftsführer Wilfried Saxler.

Schlüsselfaktor Arbeitsvorbereitung

„Allein durch die Schaffung einer stringenten Durchgängigkeit von Werkzeugdaten können Werkzeughersteller ihre Entwicklungs- und Fertigungszeiten deutlich reduzieren und ihre Prozesse optimieren. Dabei sollten sie auf die interne Weiterverwendbarkeit fertigungsrelevanter Informationen setzen“, berichtet Dr.-Ing. Claus Itterheim, Inhaber von ISBE GmbH: „Die Daten aus einem Angebot oder einer Angebotszeichnung sollten später zum Beispiel Basis für die Fertigung sein können, genauso für die Qualitätssicherung und den digitalen Zwilling für den Kunden.“ 
ISBE Softwaretechnik GmbH stellt dies in der GrindTec FACTORY vor und bildet die Bereiche Arbeitsvorbereitung, Konstruktion und Datenprozesskette mit der Software „TD Sketcher“, „Tool-Design“ und der GDX®box ab. Diese verwendet das global gängige Datenformat GDX® als Basis für den Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen. Sie vernetzt die angeschlossenen Maschinen und bereitet die Daten in den gängig genutzten Formaten für die verschiedenen Arbeitsbereiche auf. Die GDX®box kann in die ISBE TD Sketcher Suite integriert werden und fungiert somit als Bindeglied zwischen der Software und den Systemen im Betrieb. (Abb. 1 und 2).

  

Abb. 1 und 2: Mit der ISBE-Software „TD Sketcher“ und „Tool-Design“ lassen sich Datensätze erstellen, die alle Stationen des Fertigungsprozess „mitmachen“. Die GDX®box fungiert dabei als Datenaustauschplattform (Bildnachweis: ISBE GmbH Softwaretechnik).

Die Aufgabe

In der GrindTec FACTORY ist die Produktion eines VHM-Bohreres zu sehen, der mit einer Haas Multigrind CU mit Mineralgussbett (Abb.3) gefertigt wird.

Abb. 3: Hohe Leistungsfähikeit in Kompaktbauweise: Haas Werkzeugschleifmaschine CU (Bildnachweis: Haas).

Die Maschine ist für die Bearbeitung hochpräziser geschliffener Zerspanungswerkzeuge und kleiner Bauteile konzipiert und das bei kompakter Bauweise mit nur 1600 Millimetern Breite. Sie bietet eine Auswahl unterschiedlicher Spindeln und Platz für neun Schleifscheiben im Wechsler, somit geeignet für kleine Betriebe, die in Sachen Präzision und Qualität keine Zugeständnisse machen wollen. GDS Präzision bringt dabei das Universalspannmittel „Shark“ (Abb. 4) ein, ein Fünf-Backen-Futter mit einer Spannbreite von 3 bis 20 Millimetern, das für vielfältige Fertigungsaufgaben und häufige Werkzeugwechsel ausgelegt ist.

Abb. 4: Das Universalspannfutter „Shark“ ist gemacht für Firmen mit vielfältigen Fertigungsaufgaben und häufigen Werkzeugwechseln, die aber nur mit einem Spannwerkzeugtyp arbeiten wollen (Bildnachweis: GDS Präzison)

Optimierung der Schneidkante

Nun kommen dem weiteren Handling des Werkzeugs noch entscheidende Faktoren hinzu, die über die spätere Qualität, Funktion, Nutzbarkeit bestimmen: „Eine Schneidkantenpräparation für unterschiedliche Losgrößen mit einer hohen Reproduzierbarkeit ist in vielen Betrieben Thema“, berichtet Adrian Rein, Schneidwerkzeugmechanikermeister bei GDS Präzision. Daher reiche es nicht mehr aus, das Augenmerk nur auf das Schleifen der Werkzeuge zu legen. „Um ein qualitativ hochwertiges Werkzeug herzustellen, muss neben dem μ beim Schleifen auch das μ an der Schneide perfekt sein. Nur so kann das volle Leistungspotential des aufwendig geschliffenen Werkzeuges abgerufen werden“, ergänzt Thomas Löhn an dieser Stelle.

Einen neuen Ansatz zur Schneidkantenpräparation bietet hierfür das ToolPrep-Verfahren. Hierbei wird der Schleifdorn der Schleifscheibenaufnahme funktionalisiert und ermöglicht eine einfache Lösung zur Schneidkantenpräparation auf nahezu jeder Werkzeugschleifmaschine (Abb. 5 und 6).

     

Abb. 5: Montiertes Schleifscheibenpaket inklusive ToolPrep Wechselelement (Bildnachweis: ToolPrep).

Abb. 6: Schneidkantenpräparation eines lang auskragenden Wendelbohrers sowie Darstellung der Spanbildung (Bildnachweis: ToolPrep).

„Die Funktion des Schleifdorns wird bei unserem Verfahren nicht gemindert und ist auch für die bisherigen Aufgaben gewappnet“ erklärt Timo Bathe, Geschäftsführer von ToolPrep. „Neben der Verrundung von Bohrwerkzeugen lassen sich durch das ToolPrep-Verfahren auch andere Werkzeuge präparieren. Durch die freie Programmiermöglichkeit bei modernen Werkzeugschleifmaschinen ist der Prozess auch auf andere Kinematiken übertragbar“, berichtet Bathe.

Reinigen und Trocknen

Die Firma MOC Danner stellt in einem weiteren Arbeitsschritt das zeitgemäße Reinigen von Werkzeugen vor. In der MOCSpritzstation mit Vakuumtrockung „Dolphin SVT“ (Abb. 7) werden die Bauteile nach eingestelltem Programm und je nach Ausstattung der Anlage behandelt.

Abb. 7: MOC-Spritzstation mit Vakuumtrockung „Dolphin SVT“ (Bildnachweis: MOC Danner).

Die Spritzeinheit sorgt für eine dreidimensionale Benetzung und Reinigung der Oberfläche. Über ein automatisches Vakuumsystem wird die Arbeitskammer evakuiert und der Umgebungsdruck in der Kammer so stark gesenkt, dass die Flüssigkeit bereits bei den eingestellten Temperaturen zu verdampfen beginnt. Die verdampfte Flüssigkeit wird durch die Vakuumpumpe abgesaugt und aus der Arbeitskammer entfernt.

Ferner ist bei MOC das Konserviergerät „Maui“ (Abb. 8) zur Reinigung und Konservierung im Einsatz: ein Tauchgerät, das über eine pneumatische Oszillationstechnik mit einfachwirkender Ausführung verfügt.

Abb. 8: MOC-Reinigungs- und Konserviergerät „Maui“ mit pneumatischer Oszzillationstechnik (Bildnachweis: MOC Danner).

Diese Geräte könnten optional mit einer Heizung und Ultraschall ausgestattet werden. Die Prozesszeiten werden dabei digital auf das Gerät eingespielt und seien so zu 100 % reproduzierbar, berichtet MOC Danner.

Inspektion und Messen

Wer prüft das Ergebnis? Der bekannte Messspezialist Zoller ist in der Supply Chain mit dem Inspektionsgerät „pomSkpGo“ (Abb. 9) aus der „pom“-Serie (prozessorientiertes Messen) vertreten, das in seinen Funktionalitäten gerade für die Schneidkantenpräparation ausgelegt ist.

Abb. 9: Das Inspektionsgerät „pomSkpGo“ zur Kontrolle der Schneidkantenpräparation (Bildnachweis: Zoller).

Damit korrespondiert Zoller hier ideal mit der ToolPrep-Station in der Prozesskette. Ergänzend ist auch noch die Zoller-Universalmessmaschine „Genius“ (Abb. 10) in die GrindTec Factory integriert, die eine μm-genaue Kontrolle der geschliffenen Werkzeuge zulässt.

Abb. 10: Zoller-Universalmessmaschine „Genius“ zum μm-genauen Schluss-Check (Bildnachweis: Zoller).

Beschriften

Ebenfalls eingetaktet ist das Thema der Werkzeugbeschriftung und -kennung: Der Tabletop-Rundtakttisch RT400 (Abb. 11) von ACI Laser ist für die faktisch unterbrechungsfreie Fertigung von Bauteilen und Produkten entwickelt. Der RT400 kann während eines aktiven Beschriftungsvorgangs Beladen bzw. Entladen werden. Mit zwei Beladungspositionen ausgestattet dreht der Rundtakttisch in jeweils 180-Grad-Schritten in die Bearbeitungspositionen. Während der Laserbeschriftung kann ein bereits beschrifteter Artikel entnommen und die Workstation mit einem neuen bestückt werden. Im Automatikbetrieb ist auch eine Bestückung des Drehtellers mit einem Roboter möglich. Der RT400 verfügt neben einer seitlichen Tür für Einrichtzwecke auch über eine programmierbare Z-Achse, was das Beschriften von unterschiedlich hohen Werkstücken ermöglicht. Die Auswahl des passenden Beschriftungslasers erfolgt je kunden- und applikationsspezifisch.

Abb. 11: Der Tabletop-Rundtakttisch RT400 von ACI Laser ist für die faktisch unterbrechungsfreie Fertigung entwickelt (ACI Laser).

Abb. 12: Laser beschrifteter Edelstahlbohrer (Bildnachweis: ACI Laser).