Unbemannte Produktion treibt die Überwachung von CNC-Werkzeugmaschinen mit automatischen Korrekturen voran

Dec 28, 2023

Beim Medizintechnikspezialisten Günter Stoffel Medizintechnik GmbH in Wurmlingen sind hochpräzise CNC-Bearbeitung und traditionelles Handwerk die Grundlage des Unternehmenserfolgs. Tastsysteme, Lasermesssysteme und Taster von Blum-Novotest sorgen für Produktivität, indem sie die mannlose Fertigung kleinster Bauteile ermöglichen.

„Allen Stoffel-Instrumenten gemeinsam ist höchste Präzision. Ob bei den winzigen Löffeln der Biopsiezangen, deren Schneiden auf den Hundertstelmillimeter genau treffen müssen, um sauber zu schneiden, oder bei den Pinzetten mit kleinsten Zähnen an der Spitze – Unser Ziel ist es stets, so präzise zu fertigen, dass die mehrteiligen Instrumente sauber montiert werden können und funktionieren“, betont Geschäftsführer Dieter Stoffel. „Mit Ausnahme des Elektropolierens decken wir alle Produktionsschritte im eigenen Haus ab.“ Auf modernsten CNC-Zentren gefertigte Bauteile werden von Hand entgratet, angepasst, poliert und montiert.

Produktivität spielt bei Stoffel eine wichtige Rolle. Im Jahr 2021 wurde in eine Fünf-Achs-Fräsmaschine von DMG MORI inklusive Lasermesssystem von BLUM und Automatisierung durch einen Fanuc-Roboter, der Rohteile einlegt und Fertigteile entnimmt, investiert. So kann die neue Maschine über Nacht oder das ganze Wochenende ohne menschliches Eingreifen arbeiten. Allerdings ist es wichtig, dass die Werkzeuge während der mannlosen Produktion überwacht werden, um Werkzeugbrüche, Verschleiß oder Schäden an Werkzeugschneiden zu erkennen. Nur so kann Ausschuss durch automatische Korrekturen oder beispielsweise den Austausch eines Schwesterwerkzeugs vermieden werden.

Bei der neuen Maschine kam es im Gegensatz zur Vorgängermaschine nun darauf an, nicht nur Werkzeugbrüche, sondern auch Schäden an den Werkzeugschneiden zu erkennen. Zu diesem Zweck nutzen die Produktionsexperten das Lasermesssystem LC50-DIGILOG von BLUM. Damit können tausende Messwerte pro Sekunde erfasst werden. Unter anderem können Geometrieänderungen an der Werkzeugschneide, beispielsweise durch Verschleiß, auch am unterhalb der Arbeitsgeschwindigkeit rotierenden Werkzeug erkannt werden.

Zumal die gewünschten Toleranzen sehr eng sind und oft unter einem Hundertstel Millimeter liegen. Stoffels Produkte bestehen aus mehreren sehr kleinen Teilen, die zusammengefügt werden, und die Toleranzen schwanken. Zudem sind die Bauteile so klein, dass eine nachträgliche Messung sehr aufwändig wäre. Die Teile müssen zusammengesetzt werden, um zu sehen, ob sie geometrisch zusammenpassen. Wenn etwas hängen bleibt, müssen Sie die Maschine neu einstellen. Nachts und am Wochenende ist dies natürlich nicht möglich. Dennoch muss Stoffel immer sofort wissen, ob die Teile in Ordnung sind – und das geht am einfachsten, indem man die Werkzeugschneiden regelmäßig mit dem Lasermesssystem überprüft.

Um die winzigen Späne zuverlässig zu entfernen, arbeitet Stoffel mit viel Kühlschmierstoff – und das muss der Laser „können“. Dennoch misst der LC50-DIGILOG eine hohe Präzision, da die von der HPC-Blasdüse gereinigten Schneidkanten bei voller Bearbeitungsgeschwindigkeit gemessen werden können und somit der Kühlschmierstoff vom Werkzeug weggeschleudert wird. Andererseits kann der LC50-DIGILOG anhand der vielen Messwerte und der daraus resultierenden Plausibilitätsprüfungen zuverlässig Kühlmittel- und Werkzeugschneiden unterscheiden, was Fehlmessungen ausschließt.

Stoffel arbeitet seit über zehn Jahren mit Blum-Novotest im Bereich Fertigungsmesstechnik zusammen. Aus diesem Grund sind auch die neue LC-Vision-Software für BLUM-Lasermesssysteme und der TC52, ein Messtaster von BLUM, auf der Maschine installiert. „Eine der Messaufgaben von Letzterem ist die Ansteuerung der vierten und fünften Achse. Dabei wird der Drehpunkt der Achsen gemessen und in die Maschinenparameter eingetragen, um auch bei der Schwenkbewegung eine optimale Kinematik zu erhalten“, erklärt Dieter Stoffel. „Von dieser Messung hängt viel ab, denn wenn der Drehpunkt der Achsen nicht genau mit dem Koordinatensystem der Maschine übereinstimmt, kommt es bei der Simultan- oder Schwenkbearbeitung zu Fehlern am Werkstück. Deshalb wird diese Messung regelmäßig an einer Messkugel durchgeführt.“ in der Maschine montiert – auch hier werden Prozesse erst durch das BLUM-Messsystem ermöglicht.“

Weitere Informationen: www.blum-novotest.com

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