Im Maschinenbau ist oft die Rede vom My als Maßstab für Präzision. Ein Tausendstel Millimeter – ein menschliches Haar ist 50 mal dicker. Nimmt man vom Mikrometer wiederum ein Tausendstel, ist man beim Nanometer. In diese Dimension stößt der australische Schleifspezialist Anca mit seiner neuen Werkzeug-Schleifmaschine MX7 Ultra vor. Deren Steuerung bietet eine Achsauflösung von einem Nanometer. Im Zusammenspiel mit weiteren Neuerungen in Software und Konstruktion sowie integrierten Qualitätssicherungsfunktionen erzielt die Ultra signifikante Verbesserungen bei Oberflächengüte, Formtoleranzen und Rundlaufgenauigkeit.
Das MX Ultra-Paket umfasst verschiedene aufeinander abgestimmte Komponenten und Prozessverbesserungen. Dazu gehören
- ein Steuerungssystem mit Nanometer-Auflösung,
- ein neuer Servo-Steuerungsalgorithmus für gleichmäßige Oberflächen,
- konstruktive Weiterentwicklungen für höhere Steifigkeit und Stabilität,
- prozessbegleitendes Messen, Auswuchten sowie Rundlaufkompensation,
- die Prozessunterstützung durch Anwendungsspezialisten und
- die Kompensation der Wärmausdehnung an der Schleifspindel (Motor Temperature Control MTC).
Das Zusammenwirken dieser Maßnahmen soll die erreichbare Präzision und Qualität ab dem ersten Teil dauerhaft in der Serienproduktion gewährleisten.
Bis ins kleinste Detail abgestimmt
Entwicklung und Produktion finden bei Anca vom Bett bis zur Umhausung intern statt. Zu den Eigenleistungen gehören neben allen Hauptkomponenten auch die Steuerungs- und Antriebssysteme sowie Design-, Simulations- und Monitoring-Software. Diese Fertigungstiefe erlaubt den Ingenieuren eine weitgehend ganzheitliche Herangehensweise.
Pat Boland, Co-Gründer von Anca, betont: „Unsere Ingenieure haben in allen Bereichen der Konstruktion und Anwendungstechnik neue Lösungen gefunden, die sich in herausragenden Testergebnissen gezeigt haben.“ Und Thomson Mathew, Produktmanager für die MX-Baureihe und Softwareprodukte ergänzt: „Wir wollten eine Technologie entwickeln, mit der sich hochwertige Zerspanungswerkzeuge herstellen lassen, die sowohl in Bezug auf die Genauigkeit als auch die Standzeit über dem Marktstandard liegen. Wir haben die Achsauflösung im Nanometerbereich eingeführt, die es bisher in diesem Markt nicht gab.“ Die große Fertigungstiefe ermöglicht es den Australiern, neue Algorithmen bis ins kleinste Detail in ihrer Wirkung auf das Gesamtsystem abzustimmen.
Präzisionswerkzeuge wie Kugelfräser, einfache und doppelte Eckradiusfräser sowie fassförmige Vollradiusfräser werden in vielen Industriezweigen eingesetzt, etwa im Werkzeug- und Formenbau, in der Luft- und Raumfahrt oder der Energieerzeugung. Die Qualität der Oberflächengüte, Form- und Rundlaufgenauigkeiten sind bei allen Anwendungen entscheidend für die Leistung und die Standzeit. „Unsere Kunden brauchen die Sicherheit, dass das erste gefertigte Werkzeug diese Spezifikationen genauso erreicht wie das hundertste oder tausendste. Die MX7 Ultra kann dies für höchste Ansprüche und verschiedenste Anwendungsanforderungen leisten“, so Mathew.
Schnelle Reaktion auf Prozessstörungen
Um die Steifigkeit der C-Achse zu erhöhen, kombiniert die MX7 Ultra Entwicklungen zur Nanometer- oder Mikrogradauflösung in den Linear- und Drehachsen mit Tuning-Parametern, verschiedenen Systemverbesserungen und mechanischen Anpassungen. Durch die bessere Kontrolle und Abstimmung von Verfahrgeschwindigkeit und Beschleunigung ergibt sich eine bessere Ruckbegrenzung. Die verbesserte Servo-Steuerung ermöglicht durch einen neuen Algorithmus und die Nanometer-Auflösung eine geschmeidige Bewegung der Achsen. Dadurch können feinere Übergänge erzeugt und Mikrospäne vermieden werden. Das verbessert die Bearbeitungseffizienz und die Robustheit durch extrem schnelle Reaktionen auf Störungen. Ein weiterer Effekt sind kürzere Zykluszeiten und damit eine höhere Produktivität. Das Servosystem ermöglicht laut Anca Leistungsdaten, die sonst nur durch den Einsatz komplexer mechanischer Systeme darstellbar wären.
Die inkludierte iBalance-Software trägt zur höheren Lebensdauer der Schleifscheiben und konstanter Werkzeugqualität bei. Sie unterstützt Anwender bei der Prozessoptimierung hinsichtlich Schleifposition und Drehzahl mittels Schwingungsüberwachung und prozessbegleitendem Auswuchten des Schleifscheibenpakets. Zu den Bestandteilen des MX7 Ultra-Pakets gehört auch die Messung und Kompensation des Werkzeugrundlaufs in der iGrind-Software. Jedes Werkzeug in einer Serie kann gemessen und bezüglich des axialen und radialen Rundlaufs kompensiert werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Serie innerhalb einer Toleranz von 0,002 mm liegt.
Für dauerhafte Maßgenauigkeit ab dem ersten Teil sorgt die Motor Temperature Control (MTC), die die Temperatur des Spindelmotors unabhängig von den Betriebsbedingungen durch Modulation des Motorbetriebswirkungsgrades aktiv steuert und aufrechterhält. Durch die Reduzierung thermischer Schwankungen der Schleifspindel erreichen die Maschinen schnell thermische Stabilität und damit eine verbesserte Teilekonsistenz.
Die glattere, feinere Schneidkante und Oberflächengüte, die sich aus der Kombination all dieser Faktoren ergibt, hilft bei nachgelagerten Prozessen wie der Schneidkantenpräparation und der Beschichtung. Eine feinere, gut präparierte Schneidkante ist stabiler. Dadurch sinkt das Risiko von Ausbrüchen, gleichzeitig reduziert das die Oberflächenrauheit, die zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück führen kann.
Bereit für automatisierte Zelle
Wie die anderen MX-Maschinen, lässt sich auch die MX7 Ultra ins Anca Integrated Manufacturing System (AIMS) einbinden. Die Industie 4.0-Lösung fürs automatisierte Fertigen von Werkzeugen wurde im Frühjahr auf der Messe Grinding Hub präsentiert. Statt den Arbeitsablauf in viele verschiedene Elemente wie Design, Rohlingsvorbereitung, Schleifen, Laserbeschriftung, Waschen, Verpackung und Versand aufzuteilen, integriert AIMS den Werkzeugherstellungsprozess und ergänzende Technologien.
AIMS ist kein einzelnes Produkt, sondern ein Ökosystem miteinander verbundener Module, die so konfiguriert werden können, dass sie den individuellen Anforderungen des Kunden gerecht werden. Anwender können ihr System schrittweise aufbauen, indem sie eigenständige AIMS-Ready-Komponenten verwenden, die bei Bedarf zu einer vollautomatischen Fertigungszelle aufgerüstet werden können.
Damit reagiert Anca auf allgemeine Herausforderungen in der Werkzeugherstellung in Bezug auf Arbeitskosten und Verfügbarkeit sowie Sicherheit und Produktionseffizienz. Im Hinblick auf den Fachkräftemangel und die Effizienzsteigerung durch die Automatisierung von einfachen, sich wiederholenden Aufgaben soll AIMS die Produktivität der Schleifmaschinen erhöhen und die Overall Equipment Effectiveness (OEE) verbessern. Auch die Integration mit ERP-Systemen zur Rationalisierung der Arbeitsabläufe ist ein wichtiges Merkmal des Systems.
Kontakt:
Anca Europe GmbH
Im Technologiepark 15
69469 Weinheim
Tel.: +49 620 184 6690
gerinfo@Anca.com
www.Anca.com
