Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 10/2015, 01.10.2015

Höhere Leistungsdichte beim Werkzeugschleifen

Die J. Schneeberger Maschinen AG steigert mit neuen Maschinen laufend die Effizienz beim Werkzeugschleifen. Dazu tragen auch selbst entwickelte Komponenten entscheidend bei, wie ein neuer 3D-Messtaster. Bei dieser, wie allen anderen Neuentwicklungen, können die Schnee- berger-Technologen seit vielen Jahren steuerungs- und antriebsseitig auf Fanuc als bewährten Partner zählen.

(msc) Aktuell hält der Maschinenhersteller aus Roggwil eine Neuheit bereit, die über alle Maschinenreihen und -generationen hinweg angeboten wird: den eignen 3D-Messtaster. Hartmut Rühl, Leiter Software und Elektronik bei Schneeberger, nennt den Grund für diese Entwicklung: «Die Maschinen werden immer genauer und schneller. Da sollte der integrierte Mess-taster nicht nachstehen. Um unseren Kunden die optimale Lösung zu bieten, haben wir einen 3D-Taster entwickelt, der die Anforderungen zu 100 Prozent erfüllt.»

Der Schneeberger-Messtaster Zenon basiert auf dem Einsatz von Halbleiter-Dehnmessstreifen (DMS), eine Technik, die sehr hohe Genauigkeit verspricht. Diese Messmethode wird auch von den Marktführern der taktilen 3D-Messtechnik eingesetzt. Die Roggwiler erreichen damit nach eigenen Angaben vergleichbare Ergebnisse und eine hohe Wiederholgenauigkeit, die sich auch bei mehreren Millionen Antastungen nicht verändert. Ausserdem entfällt der sogenannte «Lobing»-Effekt – ein richtungsabhängiges Messverhalten bei unterschiedlichen Auslenkkräften –, der bei kinematischen Mess­tastern auftritt.

«Wenn wir den Zenon auf unseren Maschinen mit Linearmotor einsetzen, die sich durch einen besonders steifen Aufbau auszeichnen, erreichen wir Genauigkeiten, die einer externen Koordinatenmessmaschine kaum nachstehen. Das haben wir in Vergleichsmessungen nachgewiesen. Unsere Genauigkeit liegt garantiert unter 1 µm. Jetzt sind wir dabei, wiederholbar 0,5 µm zu realisieren», erklärt Applikationsingenieur Antonio Grasso, der für die Entwicklung des Tasters verantwortlich ist.

Der Anwender profitiert beim Einsatz eines solchen integrierten Messtasters vor allem von Zeitvorteilen, denn er erspart sich den Werkstückwechsel auf die Messmaschine und zurück auf die Schleifmaschine. Das macht sich besonders bei grossen Werkzeugen wie Abwälzfräsern oder Granulatfräsern bemerkbar, deren Gewicht bis zu 1 t betragen kann. Bei diesen kann ein Einrichtvorgang bis zu 30 min dauern.

Allerdings ersetzt aus Sicht der Qualitätssicherung ein in die Maschine integrierter Messtaster nicht die Messmaschine. Denn falls die Aufspannung fehlerhaft ist, lässt sich mit dem integrierten Taster ein möglicher Fehler nicht lokalisieren. Doch bei Schneeberger ist man überzeugt, dass der Anwender trotzdem auf jeden Fall einen Vorteil erzielt, da er seinen Fertigungsprozess laufend beurteilen und reproduzierbare Ergebnisse nachweisen kann. So müssten weniger Teile auf die Messmaschine gepackt werden, um die absolute Genauigkeit zu verifizieren.

Bei der Entwicklung des neuen Messtasters arbeitete der Applikationsingenieur eng mit dem Antriebs- und Steuerungslieferanten Fanuc zusammen, was dazu führte, dass der Tastprozess an sich schneller geworden ist. Denn früher musste mit dem Taster in konstanter Geschwindigkeit an das Bauteil herangefahren werden. Dazu war es notwendig, vor jedem Antasten einen gewissen Abstand einzuhalten. Die neue Fanuc Steuerungsgeneration Model B bietet die Funktion «Feed Forward Compensation In Skip», die das Anfahren auch in der Beschleunigungsphase erlaubt.

«Wir erzielen jetzt die gleiche Genauigkeit, nur in wesentlich kürzerer Zeit», führt Antonio Grasso aus. «Da die Fanuc-CNC eine Steuerung zur Bearbeitung ist und keine Messsteuerung, die zu jeder Millisekunde die exakten Positionen ausliest, ist das Ergebnis beachtlich. Wir sind in Bereiche vorgedrungen, wo wir teilweise mit reinen Messmaschinen konkurrieren können.»

Die guten Messergebnisse sind nicht auf die Schneeberger-Linearmaschinen «Sirius» und «NGM tap» beschränkt. Auch mit der «NGC» wurden Versuche mit sehr guten Ergebnissen abgeschlossen. Zudem ist der Zenon-Taster rückwärtskompatibel. Das heisst, wenn ein Anwender seinen bisherigen Schneeberger-Taster austauschen möchte, kann er das mit einer kleinen Schnittstelle auf einfache Weise vornehmen.

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Der neu entwickelte 3D-Messtaster Zenon von Schneeberger steigert die Wirtschaftlichkeit ihrer Werkzeugschleifmaschinen. (Bilder: Fanuc, Schneeberger)


Auf der Sirius Schleifmaschine, die sich durch einen besonders steifen Aufbau auszeichnet, erreicht der Schneeberger 3D-Taster Zenon Genauigkeiten, die einer externen Koordinatenmessmaschine kaum nachstehen.