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Blum Novotest bei toolcraft

Darum stehen Roboter auf Fertigungsmesstechnik

| Autor/ Redakteur: Theo Drechsel / Peter Königsreuther

Toolcraft aus dem fränkischen Georgensgmünd entwickelt und baut Roboterzellen fürs Polieren bis zum Fräsen. Immer hart am Geschehen sind Messsysteme von Blum-Novotest für die exakte Werkzeug- und Werkstückmessung mit dem Roboterarm.

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Fünf Stäubli-Roboter polieren Keramikspangen für Gangwahlhebel bei toolcraft. Die Präzision der Bearbeitung wird durch die Werkzeuglängenmessung mit dem Werkzeug-Messtaster Z-Nano von Blum gewährleistet.
Fünf Stäubli-Roboter polieren Keramikspangen für Gangwahlhebel bei toolcraft. Die Präzision der Bearbeitung wird durch die Werkzeuglängenmessung mit dem Werkzeug-Messtaster Z-Nano von Blum gewährleistet.
(Bild: Blum-Novotest)

„Wir haben viele eigene Erfahrungen mit Robotern gesammelt und des Weiteren durch unicam auch großes Know-how auf der Softwareseite zur Verfügung“, unterstreicht Abteilungsleiter Thomas Wieland bei toolcraft. „Dieses Wissen kombinieren wir, um Sonderlösungen für die komplexen Aufgabenstellungen entwickeln.“ Ein gutes Beispiel für diese Anforderungen ist eine Fertigungsanlage, die aus fünf 5-Achs-Schleifmaschinen und ebenso vielen Roboterzellen aufgebaut ist. Damit werden Vollkeramikspangen mit hinterleuchteter Ganganzeige geschliffen und poliert, die auf dem Gangwahlhebel aktueller Oberklassemodelle von BMW zu finden sind. Die Bauteile bringen bei der Bearbeitung so einige Herausforderungen mit sich: so lässt sich etwa die flache, in alle Richtungen gebogene Spange nur schwer spannen und die gewählte Keramik ist schwierig zu polieren.

Werkzeug-Messtaster sichert enge Toleranzen

In den Zellen von toolcraft arbeiten hochpräzise Stäubli-Roboterarme mit einem eigens entwickelten, auf einer Schnelllaufspindel rotierenden Filzwerkzeug. Die Spangen – von denen es acht Varianten gibt – werden immer zu zweit in speziell angepassten Vakuum-Nullpunkthalterungen gespannt und nacheinander bearbeitet. Weil sich der Filz trotz der zuvor aufgesprühten Polierpaste schnell abnutzt und manchmal von der Trägerscheibe löst, setzen die Franken in den Roboterzellen den Werkzeug-Messtaster Z-Nano von Blum ein. Vor jedem Poliergang bestimmen sie damit die Dicke des Filzes – und so die Lage der Oberfläche des Werkzeugs. Ab einer bestimmten Verschleißgrenze nimmt sich der Roboter dann einen neuen Filz aus einem Magazin. Die einzuhaltenden Toleranzen sind extrem eng und liegen im Bereich von 0,05 mm auf der Freiformfläche. Deshalb kommen auch schon bei der vorhergehenden Schleifbearbeitung Z-Nano-Taster in den Schleifmaschinen zum Einsatz, um auch die Schleifstifte präzise zu vermessen. Dabei war den Franken wichtig, dass die Schleif- und Polierbearbeitung mannlos klappt, was auch gelungen ist. Denn alle Maschinen, je fünf Schleifmaschinen und Polierroboter, können von einer einzigen Person bedient werden. Ohne die Werkzeug-Messtaster von Blum wäre dies nicht möglich.

Präzisionssicherung durch Lasermesssysteme

Bei einem aktuellen Projekt in einer riesigen Bearbeitungszelle ist hohe Genauigkeit gefordert: Zur Kontrolle der über 60 unterschiedlichen Werkzeuge, die im Verlauf der Bearbeitung zum Einsatz kommen, ist in einer Ecke des Arbeitsraums deshalb das neue Lasermesssystem LC50-Digilog von Blum montiert. Mit ihm wird vor jedem Werkzeugwechsel eine Werkzeugbruchkontrolle durchgeführt und an kritischen Stellen des Bearbeitungsprozesses die einzelnen Schneiden der Werkzeuge präzise gemessen. Zusätzlich liefert der Blum-Laser sehr zuverlässig exakte Informationen über die Position des Werkzeugs und seine Länge, die es ermöglichen, dass man mit dem Roboterarm genau arbeiten kann. Der LC50-Digilog ist prädestiniert für die raue Umgebung, weil er während der Bearbeitung die Öffnungen der Laseroptiken schließt, sodass kein Staub eindringen kann und zuverlässige Messungen auch in sehr schmutziger Umgebung ablaufen können.

Exakte Werkstückeinmessung trotz hohem Materialabtrag

Eine weitere Herausforderung bei diesem Projekt stellt der Materialblock dar, dessen Gewicht sich im Zuge der Bearbeitung von 1300 auf knapp über 200 kg reduziert. Er wird zwischen zwei Bearbeitungsschritten aus der Roboterzelle entfernt und wieder aufgespannt und muss zwingend neu eingemessen werden. Die Roboterzelle nutzt dazu den modularen Messtaster TC63-10, der wie ein Werkzeug an der Spitze des Roboters angebracht wird und seine Daten mittels BRC-Funktechnologie an die Maschine überträgt. Auch bei diesem Messtaster wird das Schaltsignal optisch und damit verschleißfrei erzeugt, was eine über viele Jahre hinweg gleichbleibende Messgenauigkeit garantiert. Wie in vielen anderen Messtastern von Blum arbeitet im TC63-10 das hochpräzise, planverzahnte shark360-Messwerk mit 72 Zähnen.

Die bereits seit vielen Jahren präzise und unauffällig arbeitenden Messtaster und Lasermesssysteme von Blum haben sich in Georgensgmünd absolut bewährt. „Dies verdient großes Lob, weil fast alle unsere 60 5-Achs-Bearbeitungszentren mit einem Blum-Lasermesssystem ausgestattet sind, außerdem erhält jedes neue Bearbeitungszentrum einen Messtaster. Nicht vergessen werden sollten zudem die Werkzeug-Messtaster in den Schleif- und den Poliermaschinen“, zieht Wieland ein positives Fazit. „Toolcraft hat einen sehr guten Ruf bei den Kunden, der auf unserer Innovationskraft und unserem Qualitätsanspruch basiert. Daran haben die Blum-Messsysteme einen großen Anteil.“

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