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Flexibler und produktiver durch messen auf BAZ

Schneller rüsten, einfacher programmieren, Ausschuss vermeiden

Maschine mit Bediener und BauteilAllein durch messen kann man beurteilen, ob die gefertigten Geometrien den Zeichnungsvorgaben entsprechen. Messen bedeutet aber bisher lange Wartezeiten und damit unproduktiven Stillstand. Wesentliche Verbesserungen beim Fertigen auf Bearbeitungszentren hat die Jankowski GmbH&Co. KG in Horhausen inzwischen mit der Messsoftware Productivity+™ und Messtastern von der Renishaw GmbH, Pliezhausen, verwirklicht.

Das Fertigungsunternehmen Jankowski geht auf eine bereits im Jahr 1973 gegründete Schlosserei zurück. Mitte der 1990er Jahre begann das Unternehmen industriell Bauteile für umliegende Maschinenhersteller zu fertigen. Den Schwerpunkt legte man auf Einzelstücke und kleinste Serien, da man dabei den Vorteil hoher Flexibilität eines mittelständischenUnternehmens bieten kann.

Vom Handwerksbetrieb zum industriellen Zerspaner 

Messtaster auf WerkstückZur Dienstleistung gehört vor allem die spanende Bearbeitung von beispielsweise Ventilblöcken, Positionierrädern, Hebeln und Gelenken für Verpackungsmaschinen aus hochfesten Aluminiumlegierungen, Kupfer sowie korrosionsfesten und härtbaren Stählen. Das Unternehmen bietet das komplette Spektrum an Fertigungstechnologien wie Trennen, Schneiden, Schweißen, Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen. Unter den zahlreichen Fertigungsaufträgen waren wiederholt komplette Sondermaschinen für die Kaltumformung, insbesondere Drahtvorziehmaschinen. Daraus entwickelte man  bereits vor einigen Jahren ein Konzept für eigene Maschinen. Inzwischen produziert das Unternehmen in Horhausen Richt-, Zieh- und Anspitzmaschinen sowie Drahtzuführungen für Drähte bis 35 mm Durchmesser. 

Erfolg durch Flexibilität


Zum Fertigen dieses vielfältigen Spektrums an Bauteilen benötigen die Lohnfertiger allerdings eine hohe Flexibilität. Zu erreichen ist sie vor allem mit kurzen Durchlaufzeiten. Dazu gehört, unproduktive Zeiten zu minimieren und die Prozesssicherheit in allen produktiven Arbeitsschritten zu erhöhen. Nach Gesprächen mit den Messtechnikern von Renishaw entschieden sich die Arbeitsvorbereiter in Horhausen deshalb zum Beschaffen der Messsoftware Productivity+. 

Sie wird wahlweise in das CAD/CAM-System GibbsCAM integriert (Plug-in) oder als sogenanntes Stand-alone (Active editor) auf einem Computer in der Arbeitsvorbereitung genutzt. Besonderer Vorteil dieser Software ist, dass die Zeit zum Generieren von Messabläufen mit Messtastern auf  Bearbeitungszentren wesentlich verkürzt wird. Wie Clemens Fischer, Geschäftsführer bei Jankowski, betont, ist das der besondere Anreiz, Messtaster und Messzyklen auf Bearbeitungszentren einzusetzen.

Messzyklen im CAM-System programmieren

Bildschirm mit Messzyklen-ProgrammierungDie Software erzeugt anhand der vorhandenen CAD-Daten direkt im CAM-System Messzyklen. Dazu ruft der Arbeitsvorbereiter lediglich das Plug-in über ein Icon auf. Er tastet die zu messende Geometrie am CAD-Bild mit dem Mauszeiger an und gibt einige Parameter, zum Beispiel die Toleranzen für die aufzunehmende Abmessung vor. Dies geschieht in einfachen, für einen CAD/CAM-Programmierer gewohnten und selbsterklärenden Dialogen. Das verkürzt erheblich die Zeiten zum Programmieren der benötigten Messzyklen. Wesentlicher Vorteil in der Arbeitsvorbereitung ist, dass die Messzyklen nicht mehr, wie ehemals üblich, separat programmiert werden müssen. Mit dem anschließenden Durchlaufen des Postprozessors wird das maschinenspezifische NC-Programm  für die Bearbeitung und die integrierten Messzyklen erzeugt.  

Qualität und Genauigkeit im Bearbeitungsablauf verifizieren


So können einzelne Arbeitsschritte auf dem Bearbeitungszentrum unverzüglich und ohne Wartezeiten auf die Freigabe durch die Qualitätssicherung während der Bearbeitung verifiziert werden. Beispielsweise bei einem Positionier- und Antriebsrad für Verpackungsmaschinen waren 12 Bohrungen auf einem Teilkreis zu bohren. Die Abmessungen  im radialen Abstand und in der Zylindrizität zu der Zentrumsbohrung sind mit +/- 0,01 mm toleriert. Diese Abmessungen sind entscheidend für die Funktion des Rads und deshalb gesondert zu prüfen. Werden sie nicht eingehalten, ist das Bauteil Ausschuss. Da die Messzyklen im NC-Programm integriert sind, arbeitet das BAZ die Messschritte automatisch nach Einwechseln des Messtasters ab.

Mit integrierten Messzyklen einfacher und schneller rüsten 


Davon profitieren auch die Maschinenbediener. Insbesondere beim Einrichten der Vorrichtungen und beim Auflegen der Werkstücke können sie mit einem einfachen Tastendruck die Messzyklen zum Bestimmen der Nullpunktlage aufrufen. Damit entfällt das langwierige manuelle Ausrichten der Vorrichtungen und Werkstücke mit Hilfe von Messuhren auf Genauigkeiten im Bereich kleiner 0,01 mm. Wegen der Integration der Messzyklen in das NC-Programm entfällt auch der Aufwand, der bisher zum  separaten Programmieren dieser Messzyklen an den einzelnen Maschinen nötig war. Nach dem Laden des NC-Programms verfügt das Bearbeitungszentrum automatisch über den korrekten Messzyklus, der mit dem Messtaster die genaue Lage des Werkstücks erfasst und automatisch die Nullpunktlage des Koordinatensystems korrigiert. Das erhöht beim Fertigen kleiner Serien die Prozesssicherheit. Ausschuss, der zum Beispiel durch ein ungenügend gegen Anschläge positioniertes Rohteil entstehen könnte, gehört der Vergangenheit an. Wie Fischer und sein Betriebsleiter bestätigen, hat die Integration der Messzyklen in die NC-Programme die Druchlaufzeiten erheblich verkürzt. Ein Maschinenbediener hebt hervor, dass er die Zeiten zum Einrichten eines Werkstücks auf bis zu 20 Prozent der  ehemals erforderlichen Zeit kürzen kann. Zudem erkennt er bei entscheidenden Geometrien unverzüglich nach dem Bearbeiten, ob die Genauigkeiten eingehalten wurden. Je nach Lage der Abweichungen kann er das NC-Programm korrigieren und das Bauteil direkt auf der Maschine nacharbeiten. So vermeidet er kosten- und zeitintensiven Ausschuss.  

Ausschuss vermeiden, Qualität dokumentieren


Wie Fischer dazu erläutert, hat die Messsoftware vor allem die Flexibilität beim spanenden Fertigen wesentlich erhöht. „Wir können kritische Geometriemerkmale direkt im Arbeitsablauf auf der Maschine prüfen. Mit den Messdaten auf der Maschine verfügen wir über ein  ideales Mittel, um die Prozesssicherheit der Bearbeitung zu dokumentieren.“ Selbstverständlich, so räumt Fischer ein, muss der Messaufwand auf dem Bearbeitungszentrum mit Augenmaß beurteilt werden. Lediglich die für die Funktion und die geforderten Genauigkeiten wichtigen Abmessungen werden gemessen. „Bearbeitungszentren sollen naturgemäß zunächst produzieren. Aber mit der Software Productivity+ von Renishaw haben wir ein ideales Instrument, um die Produktivität der Maschinen weiter zu erhöhen. Deshalb lohnt sich für uns der Einsatz von Messzyklen auf den Maschinen.“


Schleifmaschinen verschiedenster Bauformen zum Schleifen der unterschiedlichsten Werkstücke sind schon seit Jahrzehnten Einsatzgebiet für schaltende Messtaster. Besonders Maschinen zum Schleifen von Werkzeugen wie Fräsern oder Sägeblätter könnten ihre hohe Produktivität und gleichmäßige Qualität ohne Messtaster kaum erreichen. Man kann sogar sagen, dass Messtaster für einen automatischen Bearbeitungsablauf in Werkzeugschleifmaschinen unerlässlich sind.

 

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