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Individuelle Lösungen im Maschinenbau

Der Maschinenhersteller Licon mt in Laupheim nutzt ein Werkzeugvoreinstellgerät Microset VIO linear von Haimer. Speziell auf seinen Doppelspindel-Bearbeitungszentren profitiert er von zahlreichen Vorteilen.

Werkzeugvoreinstellgeräte haben vielfältige Vorteile. Sie verkürzen das Rüsten der Maschinen und somit die unproduktiven Zeiten. Zudem minimieren sie den Ausschuss, verlängern die Werkzeugstandzeiten und erhöhen die Prozesssicherheit.

Licon mt in Laupheim bei Ulm ist ein etablierter Werkzeugmaschinenhersteller. Er produziert überwiegend zwei- und vierspindelige Bearbeitungszentren zum vier- und fünfachsigen Fräsen grosser Werkstücke. Diese Maschinen nutzt vor allem die Automobilindustrie. Auch zum Fertigen grosser Gehäuse für Elektromotoren werden sie eingesetzt. Der Leiter Projektmanagement Christoph Czoske erläutert dazu: «Wir sind in erster Linie ein Lösungsanbieter für Zerspanungsaufgaben und liefern die meisten Maschinen schlüsselfertig mit Werkzeugen, Spannvorrichtungen, Einrichtungen zur Qualitätssicherung und Automatisierung.» Deshalb sind die Maschinen von Licon mt konsequent modular aufgebaut. Sie lassen sich in ihren Abmessungen und in ihren Komponenten – wie Spindeln, Werkzeugmagazinen sowie Be- und Entladesystemen – einfach konfigurieren. Der Hersteller produziert jährlich bis zu 80 Werkzeugmaschinen beziehungsweise Fertigungssysteme ausschliesslich am Standort Laupheim. Dort verfügt er über eine grosse Fertigungstiefe. Mit Ausnahme der Maschinenbetten fertigt er nahezu sämtliche Komponenten, auch Spannvorrichtungen, selbst.

Zum Fräsen nutzt der Maschinenhersteller mehrere unterschiedliche Maschinen, zum Beispiel ein Bearbeitungszentrum 1250 Athletic (Starrag Heckert), ein C30U (Hermle) und ein JIG Center 400 (Dixi). Um wirtschaftlich zu arbeiten, setzen die Fertigungstechniker in Laupheim seit vielen Jahren ein Werkzeugvoreinstellgerät ein. Axel Mensch, verantwortlich für die mechanische Fertigung bei Licon, ist von den Vorteilen einer Werkzeugvermessung ausserhalb der Fräsmaschine überzeugt: «Das geht wesentlich schneller als manuell und ist viel effizienter als mit dem Laser auf der Maschine. Ich spare mir über die Hälfte der Rüstzeit, da ich auf der Maschine nicht erst ausspindeln, messen und das Werkzeug nachstellen muss. Ohne ein solches Voreinstellgerät wäre unser Präzisionsfräsen nicht denkbar.» Da das ehemalige Voreinstellgerät die gewünschten Leistungen nicht mehr erbringen konnte und zu wartungsaufwendig war, sahen sich die Verantwortlichen nach einer neuen Lösung um. Sie wählten schliesslich das Werkzeugvoreinstellgerät Microset VIO linear von Haimer. Es entspricht optimal ihren Forderungen. Zudem erachteten sie das Verhältnis von Investition zu Nutzen als bestens.

Im Detail betrachtet, sind die Gründe für diese Wahl vielfältiger Natur. So ist der Hersteller Haimer seit langer Zeit als Lieferant qualitativ hochwertiger Werkzeugaufnahmen bekannt und geschätzt. Deshalb betrachteten die Fertigungsverantwortlichen bei Licon mt intensiv die Voreinstellgeräte der Reihe Microset. Für die Ausführung VIO linear, ein vollautomatisches High-End-Gerät mit Linearantrieb, sprach unter anderem dessen modulares Konzept. Es ermöglicht, unterschiedliche, bis 1000 mm lange und im Durchmesser messende Werkzeuge einzustellen. Das Gerät basiert auf einer FEM-optimierten, thermostabilen Grauguss-Konstruktion. Sie sorgt für hohe Steifigkeit und langfristig präzise Messergebnisse. Bei diesem Maschinenkonzept entfällt häufiges Kalibrieren. Das Gerät verfügt über hochdynamische, verschleissfreie Linearantriebe. Das parallel angeordnete Antriebs- und Führungssystem sorgt für ideale Kräfteverteilung. Es gewährleistet +/–2 µm Wiederholgenauigkeit beim Messen. Gemessen wird optisch mit einer Kamera. Automatisiert zu fokussieren und zu messen, ist von der Sorgfalt des Bedieners unabhängig und somit deutlich genauer und zuverlässiger.

Zum Gebrauch des Voreinstellgeräts erläutert Axel Mensch: «Wir setzen das Gerät Microset VIO linear in unserer internen Fertigung ein. Dort benötigen wir für verschiedene Maschinen eine sehr breite Range an Spindelschnittstellen und Werkzeugen.» Jeder Maschinenbediener nutzt es für seine Werkzeuge. Deshalb erweisen sich die ISS-Spindel, die automatische Adaptererkennung und die Sigma-​Funktion als besonders vorteilhaft. Für höchste Genauigkeit beim Spannen sorgt die ISS-Spindel. Sie spannt direkt mit bis 20 kN Spannkraft und läuft auf weniger als 2 mm genau rund. Von Bedienern unabhängig wird eine immer gleiche Spannkraft und eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit beim Spannen erreicht. Dank dem automatischen Erkennen der Adapter wählt die Software selbsttätig die richtigen Nullpunkte. Das schliesst diesbezügliche Fehler aus. Es vermeidet Kollisionen auf den Bearbeitungszentren. Die Sigma-Funktion erleichtert das Vermessen von Werkzeugen mit mehrfachen Schneiden in X- und Z-Richtung mit anschliessender Übernahme der Maximalwerte. Das Fokussieren der einzelnen Schneiden entfällt und ein Summenbild der Messwerte wird erstellt.

Christoph Czoske erklärt das für die Maschinenhersteller in Laupheim zweite wichtige Einsatzfeld des Werkzeugvoreinstellgeräts Microset VIO linear: «Für Fertigungsprozesse, die wir auf unseren Maschinen für unsere Kunden entwickeln, ist das Voreinstellgerät ebenfalls von grösster Bedeutung. Unsere Kunden bekommen überwiegend einen fertigen Prozess. Das bedeutet, dass wir die Werkzeuge bei uns testen und daher auch messen und voreinstellen müssen.»

Für anspruchsvolle Bauteile, zum Beispiel Getriebegehäuse oder Elektroantriebsgehäuse, werden im Sinne einer bestmöglichen Prozessperformance nahezu ausschliesslich Sonderwerkzeuge genutzt. Diese sind hochgenau zu messen. Davon profitieren vor allem die Bearbeitungen auf den doppelspindeligen Bearbeitungszentren LiFLEX. Basierend auf den erfassten Werkzeuggeometrien können beide Spindeln automatisch und unabhängig voneinander korrigiert werden. Das betrifft die Bearbeitungstiefen und – soweit gefordert – die Kreisbahnen beim Zirkularfräsen. Letztere können wegen unterschiedlicher Werkzeugdurchmesser differieren. Um dies zu vermeiden, verfügen die Bearbeitungszentren von Licon mt inzwischen über die i-Technologie. Damit können die beiden Hauptspindeln unabhängig voneinander in Z-Richtung korrigiert werden. Bei höchsten Forderungen an die Genauigkeit der Bauteile gibt es die Option i³. Bei ihr können beide Spindeln unabhängig voneinander die gesamte Geometrie der Werkzeuge in X-, Y- und Z-Richtung korrigieren. Dadurch entfällt, dass Fertigungsbetriebe stets Werkzeuge exakt gleicher Geometrien in beiden Spindeln einsetzen müssen. Somit sind weniger Werkzeuge nachzuarbeiten, im Werkzeugkreislauf vorzuhalten und zu beschaffen.

Für Christoph Czoske ist daher der Einsatz eines automatisierten, hochpräzisen Werkzeugvoreinstellgeräts im Zusammenwirken mit den Doppelspindel-Bearbeitungszentren mit räumlicher Korrektur der Hauptspindeln eine ideale Konstellation. Er fasst zusammen: «Durch die Technologie i³ werden alle Werkzeugdaten vollautomatisch im NC-​Programm verarbeitet. Der Fräserradius und die Werkzeuglänge auf jeder Spindel und jeder Achse werden unabhängig korrigiert. Dadurch müssen Fertigungsbetriebe nicht dauerhaft exakt gleiche Werkzeuge einsetzen. Sie können einzelne Werkzeuge bis zum Lebensdauerende nutzen. So vermindern sie die Kosten für Werkzeuge und arbeiten wesentlich wirtschaftlicher.» - kmu - SMM

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