Zurück

Optimierte Bearbeitung erfordert exakte Schneidkanten 

Die Präparation (Verrundung) und die Oberflächengüte an Schneidkanten misst man meist mit tastenden Messverfahren. Diese sind allerdings umständlich und können Schneidkanten schädigen. Deutlich einfacher und zuverlässiger arbeiten Werkzeughersteller, Werkzeugschleifer und Fertigungsbetriebe mit den innovativen, berührungslos optisch messenden Mess- und Inspektionsgeräten mμFocus von ZOLLER.  

Ein Bericht der E. ZOLLER GmbH & Co. KG in Pleidelsheim 

Beim Bearbeiten schwieriger, die Werkzeuge stark verschleißender Werkstoffe, zum Beispiel warmfester Stahl- und Nickelbasislegierungen für Turbolader sowie faserverstärkter Kunststoffe, erweisen sich Werkzeuge mit sachgerecht verrundeten, einwandfrei glatten Schneidkanten als besonders vorteilhaft. Sie bearbeiten prozesssicher auf hohe Oberflächengüte und erreichen lange Standzeiten. Allerdings war es bisher kaum möglich, die Verrundungen und die Oberflächen der Schneidkanten zuverlässig wiederholbar zu messen und nach standardisierten Kriterien zu beurteilen. Dies gelingt inzwischen mit dem optischen Messgerät mμFocus von der E. ZOLLER GmbH & Co. KG in Pleidelsheim.


Das Zoller mμFocus zur Vermessung der Schneidekantenpräparation und der Oberflächengüte von Schneidwerkzeugen.

Es misst in der üblichen Werkstattumgebung robust und zuverlässig. Das Personal in der Werkstatt kann das Gerät problemlos bedienen und die Messergebnisse ohne weiterreichendes Spezialwissen beurteilen. Somit eignet sich das optische Messgerät ideal für Werkzeughersteller, Werkzeugschleifer und die innerbetriebliche Werkzeugvorbereitung in Fertigungsbetrieben. Bei wenig Aufwand können Fachkräfte die Schneidkanten rasch und zuverlässig messen. Anhand der ausgegebenen Farbgrafiken, Diagramme und Tabellen können sie die Qualität der Schneidkanten bewerten. Das sorgt dafür, dass nur Werkzeuge bereitgestellt werden, die exakt den Forderungen an die vorgegebene Schneidkantenpräparation und Oberflächengüte entsprechen. 


Der blaue Lichtstrahl nimmt ie Oberflächengüte des Werkzeugs im Spanraum auf.

Optisch messen ist einfach und zuverlässig 

Sebastian Riesner, Spezialist für optische Messtechnik, beschreibt das von ZOLLER verwirklichte berührungslose, mikroskopische Messverfahren: „Wir nutzen die konfokale Messtechnik. Dabei tasten wir mit einem Lichtstrahl auf einer 1,0 mm x 0,8 mm messenden Fläche bei 1,3 Mio. Pixel Auflösung in mehreren Höhenstufen die zu messenden Schneidkanten ab. Das von der Oberfläche der Schneidkanten unter unterschiedlichen Winkeln reflektierte Licht wird durch Linsen gesammelt und auf einem Sensor abgebildet. Anhand er Intensität des dort auftreffenden Lichts kann man ein exaktes Bild von der Höhenstruktur der betrachteten Oberfläche erstellen.“ Zum Messen muss der Bediener lediglich die Messoptik auf die Oberflächen der Schneidkanten fokussieren. 


Topografische Darstellung der Rauheit im Spanraum.



Auswertung der Rauheit im Spanraum.

Stabiler Geräteaufbau 

Die Messgeräte mμFocus sind als Tischgeräte ausgeführt. Optik und Mechanik zum Erzeugen und Fokussieren des Mess-Lichtstrahls sowie zum Auswerten des reflektierten Lichts sind in einem kompakten, robusten Gehäuse integriert. Letzteres ist über eine lineare Messachse vertikal (Z-Achse) um 300 mm einstellbar. Auf dem Arbeitstisch, der mit zahlreichen Standardgewindebohrungen versehen ist, können geeignete Vorrichtungen zum Aufnehmen und Halten der zu messenden Werkzeuge angeordnet werden. ZOLLER bietet dafür mehrere Spannsysteme, unter anderem eines, das in einer Spindel mit einem Hydrodehnspannfutter über Reduzierhülsen Werkzeuge mit zylindrischem Schaft (3 bis 32 mm Durchmesser) aufnimmt. Ein einstellbarer Anschlag positioniert die Werkzeuge in Längsrichtung. Zudem steht zum Beispiel eine Kombination aus einem Drehtisch (360°) und einem Kreuztisch (35 mm Stellweg in X- und Y-Achse) zur Verfügung. Zum exakten, schnellen und einfachen Ausrichten der Werkzeuge verfügen der Kreuz- und der Drehtisch über eine feinfühlige Mikrojustage (Nonius). Die Werkzeug können so um ihre Länsgachse gedreht werden, dass man jeden Bereich der Schneidkante problemlos erfassen und messen kann. Als weitere Option steht eine Aufnahme für Wendeschneidplatten zur Verfügung. 


Der blaue Lichtstrahl ist fokusiert auf die Schneidkante des Werkzeugs.

Ausgereifte Software automatisiert Messablauf 

„Mikrostrukturen auf Schneidkanten exakt zu messen, erfordert vor allem robuste, wiederholgenaue Abläufe beim Messen. Deshalb haben wir die Messungen mit Hilfe unserer Software Pilot weitgehend automatisiert“, berichtet Sebastian Riesner. Beim Messen wird der Bediener intuitiv über Icons angeleitet und geführt. So kann er übersichtlich anhand von Grafiken die jeweils zu messenden Geometrien vorwählen. Nach dem automatischen Fokussieren des Mess-Lichtstrahls erfasst der Sensor die zu messende Schneidkante. Die Software wertet die Messergebnisse selbsttätig aus. Auf einem hochauflösenden Farbmonitor zeigt sie unterschiedliche, wählbare Darstellungen der Messungen. Das betrifft zum einen das optische Abbild der gemessenen Oberfläche, zum anderen eine bis auf etwa 0,03 μm auflösende, durch unterschiedliche Farben verdeutlichte Höhenstruktur in einem 3D-Bild. Um beim Messen der Schneidkantenverrundung die Informationen schnell beurteilen zu können, gibt der Bediener die individuell gewünschte Auflösung der Höhenstruktur vor. In die Software integrierte Algorithmen berechnen daraus eine übersichtliche, farblich differenzierte 3D-Darstellung. Aus ihr kann man schnell und komfortabel die Radien der Schneidkantenverrundung ablesen. 





Topografische Darstellung der Werkzeugschneide.

Darüber hinaus gibt die Software wahlweise Rauheitsdiagramme entsprechend den Normen für Rauheitsprofile ISO4287 und ISO13565 beziehungsweise für flächenbasierte Oberflächenrauheiten ISO25178-2 und ISO16610 oder Tabellen mit konkreten Messdaten aus. Dazu sagt Sebastian Riesner: „Dank dieser Software können Nutzer unseres Messgeräts mμFocus sehr schnell und zuverlässig die Schneidkanten und die Oberflächen zerspanender Werkzeuge analysieren und beurteilen. Das dient zum einen der Qualitätssicherung. Zum anderen kann man diese Informationen nutzen, um unverzüglich das Verrunden der Schneidkanten nachzusteuern und zu optimieren.“ 

Mikroskopisch Messen erhöht Prozesssicherheit 

Wie Sebastian Riesner hinzufügt, lassen sich mit dem Messgerät mμFocus beim Werkzeugschleifen und der anschließenden Schneidkantenpräparation die mikroskopischen Geometrien der Schneidkanten sicher und zuverlässig beurteilen und somit ihre Eigenschaften gewährleisten. „Unsere Messtechnik sorgt dafür, dass Fertigungsbetriebe nicht mehr auf die bisher üblichen Versprechen vertrauen müssen, sondern exakte und reproduzierbare Messdaten zu den mikrogeometrischen Eigenschaften ihrer Zerspanungswerkzeuge erhalten. Damit trägt das Messen entscheidend zu höchster Prozesssicherheit bei. Das betrifft zum einen das Schleifen und das Verrunden der Schneidkanten beim Werkzeughersteller, zum anderen den Einsatz der Werkzeuge in der Fertigung“, fasst Sebastian Riesner zusammen. ZOLLER ist nach DIN EN ISO 17025:2018 zertifiziert und ist damit berechtigt, die produzierten Geräte nach dieser Norm selbst zu zertifizieren. 


Sebastian Riesner, spezialist für optische Messtechnik am Inspektionsgerät mμFocus.

 

Über die E. ZOLLER GmbH & Co. KG 

Mit Begeisterung für Prüf- und Messtechnik entwickelt die E. ZOLLER GmbH & Co. KG. mit Sitz in Pleidelsheim bei Stuttgart seit mehr als  
75 Jahren innovative Lösungen für mehr Wirtschaftlichkeit im Fertigungsprozess. Mehr als 40.000 Einstell- und Messgeräte mit international unerreichten Softwarelösungen sind bis dato weltweit installiert.  

ZOLLER bietet heute alles für effizientes und prozessicheres Werkzeug-Handling im Zerspanungsprozess. Über den kompletten Werkzeuglebenszyklus hinweg sind mit ZOLLER-Lösungen Werkzeuge physisch und digital erfasst, vermessen, verwaltet, gelagert und geprüft. Ein internationales Netz von Niederlassungen und Vertretungen garantiert höchste Servicequalität durch persönliche Kundenbetreuung. 

www.zoller.info