Smart-Zerspanung Premiere! So automatisiert man Feinspindel-Werkzeuge richtig!

Redakteur: Peter Königsreuther

Erfahren Sie hier, was an Positivem passiert, wenn ein Spindelkopf über Funk erstmals mit einem Messtaster kommuniziert...

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Jetzt funkt`s am Bohrloch! Der Feinspindelkopf Komflex von Ceratizit nutzt die Funktechnik eines Blum-Messtasters zur smarten Bohrungsfertigung mittels Selbskorrektur...
Jetzt funkt`s am Bohrloch! Der Feinspindelkopf Komflex von Ceratizit nutzt die Funktechnik eines Blum-Messtasters zur smarten Bohrungsfertigung mittels Selbskorrektur...
(Bild: Ceratizit)

Die Digitalisierung ist in vielen Ausprägungen in die Produktionshallen verschiedenster Branchen bereits etabliert, sagt Ceratizit. Auch die Werkzeughersteller sind deshalb bestrebt, die Vorteile eines digitalen Datenaustauschs in unmittelbare Vorteile für die Anwender zu verwandeln. Michael Renz, Leiter der Produktlinie Aussteuerwerkzeuge bei Ceratizit in Besigheim, glaubt deshalb: „Die Zukunft gehört intelligenten Werkzeugen, die sich selbst überwachen und korrigieren können. Denn dadurch wird die Zerspanung flexibler, sicherer, präziser und nicht zuletzt günstiger.“

Entsprechend treibe der Spezialist die Digitalisierung „seiner“ mechatronischen Aussteuerwerkzeuge permanent voran. Dazu aber sucht er Verbündete, um die Entwicklung neuer Werkzeugsysteme in die Wege zu leiten.

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Zerspanen, Messen und Korrigieren in Closed-Loop-Action

In der Blum-Novotest GmbH hat er bereits einen idealen Partner in petto. Renz erklärt: „Wir haben bereits vor Jahren bei einem Kundenprojekt mit unserer U-Achse sehr gut zusammengearbeitet. Und das zuletzt auch beim staatlich geförderten BaZMod-Forschungsprojekt, wo es um den optimierten Energie- und Datentransfer zwischen Maschine und Werkzeug ging.“

In diesem Umfeld wurde die Idee zum Feinspindelkopf Komflex geboren, merkt der Ceratizit-Experte an. Das Besondere daran ist, dass er eine integrierte Funkeinheit hat, die über die Blum-Standardfunk-Schnittstelle mit der Maschinensteuerung bidirektional Daten austauschen kann. Dadurch ist ein Closed-Loop-Betrieb möglich, der aus Zerspanen mit dem Komflex, Messen, beispielsweise einem Taster, sowie Korrigieren der Schneidenposition besteht. So, betont Renz, gelingt eine automatische Durchmesserkorrektur des Feinspindel-Werkzeugs, was sich in weniger Stillstandzeiten durch fehlenden manuellen Eingriff, kürzere Fertigungszeiten und erhöhte Transparenz sowie höherer Produktivität positiv bemerkbar macht.

Mikrogenaue Zerspanung – auch in „Geisterschichten“

Für den neuen Feinspindelkopf war es aber nicht damit getan, einfach eine Kommunikationseinheit anzudocken. Das habe sich bereits zu Anfang und bei Untersuchungen im CAD herauskristallisiert, wie Markus Majer, Key Account Manager Messkomponenten bei Blum-Novotest, erwähnt. Denn wenn man dazu reine Standardkomponenten zusammengefügt hätte, wäre das Ergebnis zu groß und klobig geworden, heißt es genauer. Deshalb hat man gemeinsam ein neues Konzept erarbeitet, durch das sich Werkzeug-, Funk- und Batterieeinheit optimal „verheiraten“ lassen.

Das hat zur Folge, dass der Komflex mit einem Außendurchmesser von 63 mm und einer Länge von 100 mm nun ein sehr kompaktes Werkzeug geworden ist. „Er ist nun rund 20 mm kürzer als in den ersten Plänen“, betont Majer. Diese Kompaktheit unterscheide ihn im Übrigen von ähnlichen Produkten. Sein größter Pluspunkt allerdings ist die automatische Ansteuerung über die RC66-Funkschnittstelle von Blum, heißt es weiter. So könne er, integriert in einem geschlossenen Regelkreis, auch bei mannlosen Schichten über lange Zeit hinweg für mikrometergenaue Bearbeitungsergebnisse sorgen.

Mit dem autonomen Betrieb des Feinspindelkopfs steige auch die Sicherheit für den Bediener an. Denn wenn er zu Mess- und Korrekturzwecken in die Maschine eingreifen müsste, sei das nicht nur wegen des tropfenden Kühlschmiermittels unangenehm, sondern bei Großmaschinen auch mit hoher Rutschgefahr verbunden.

Die Schneide kann sogar unter Drehzahl verstellt werden

Der nur 1,5 kg wiegende Komflex biete eine ABS-50-Aufnahme, die als Trennstelle zur Maschine dient. Diese bringe den Vorteil mit sich, dass man mit verschiedensten Maschinenschnittstellen flexibel arbeiten könne – man denke an die Situation ABS50 auf HSK-63A. Für die Zerspanungswerkzeuge steht eine kombinierte Schnittstelle aus ABS 32, einer zylindrischen Werkzeugaufnahme mit 16 mm Durchmesser und einer verzahnten Fläche für Brückenwerkzeuge et cetera bereit. So kann der ganze Komet-Spindelbaukasten von Ceratizit genutzt werden, betont man.

Der Komflex lässt sich mit Drehzahlen bis zu 8000 min-1 betreiben und hat eine Verstellpositionierung mit einer Auflösung von 0,001 mm im Radius. Der Verstellbereich beträgt ±0,25 mm. Je nach Werkzeug lassen sich Bohrungen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 120 mm ausspindeln. Im nach IP67 geschützten Gehäuse ist ein Batteriefach integriert, das zwei einfach austauschbare Batterien enthält. Deren Energie reiche für rund 2000 Korrekturzyklen.

Sein wartungsfreier Antrieb macht den Feinspindelkopf Komflex außerdem sehr haltbar. Die patentierte zentrische Anordnung des Motors und der ihn umgebenden Ringplatine erlaubt es außerdem, dass die Schneide sogar unter Drehzahl verstellt werden kann, wie Ceratizit betont. Es wurde nämlich bewusst auf einen Unwuchtausgleich verzichtet, weil dieser die Masse erhöht und ein zusätzliches Kippmoment verursacht hätte, wie man erklärt. Renz ergänzt: „Durch die zentrische Anordnung der Bohrstangen ist ein Unwuchtausgleich nicht erforderlich. Außerdem kann der Spindelkopf bei Bedarf feingewuchtet werden.“

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