Lagerflansch-Innenbearbeitung im geschlossen Prozess

 

 

Mit der dynamisch während der Bearbeitung einstellbaren Schneide der  KomTronic^®  U-Achssysteme lassen sich komplexe Geometrien in einem Konturzug herstellen sowie Verschleißkompensationen realisieren. Die mechatronischen U-Achssysteme der KOMET GROUP bilden die Basis, um durch prozessnahes Messen im Bearbeitungszentrum mit Hilfe eines einwechselbaren Messdorns höchste Bohrungsqualitäten zu erzielen. 

 

 

Die spanende Bearbeitung von Getriebegehäusen ist eine komplexe Angelegenheit, die unterschiedlichste Fräs-, Bohr-, und Dreharbeitsgänge erfordert. Mit einem automatisch einwechselbaren  KomTronic^®  U-Achssystem sind sogar Drehbearbeitungen wie etwa am Lagerflansch auf Bearbeitungszentren realisierbar. Folglich müssen solche Bauteile nicht mehr auf Drehmaschinen gewechselt werden. Sie lassen sich komplett in einer Aufspannung im BAZ fertig stellen. Außerdem sparen die frei programmierbaren Werkzeugsysteme den Einsatz  spezieller Formwerkzeuge. Die Lagerflansch-Bearbeitung an Getriebegehäusen ist eine typische Aufgabe für KomTronic^®  U-Achssysteme. Sie bieten die Möglichkeit, mehrere Durchmesser einer komplexen Innenkontur inklusive Einführungsradius in einem Durchgang herzustellen.

 

Im Wesentlichen bestehen die mechatronischen U-Achssysteme aus einem kompakten Plandrehkopf mit Einfachschieber, der mittels Servomotor und Gewindespindel angetrieben wird. Die Energie zur Versorgung der Elektronik und des Antriebs wird berührungslos induktiv in das U-Achssystem übertragen. Ebenso werden die Daten induktiv mit dem U-Achssystem ausgetauscht. Spindelseitig ist ein so genannter Stator angebaut. Er ist segmentförmig ausgeführt, was einen automatischen Werkzeugwechsel erlaubt. Auf der U-Achsseite gewährleistet die ringförmige induktive Übertragungseinheit (Rotor) den sicheren Daten- und Energieaustausch in jeder Winkellage, auch unter Einfluss von Kühlschmiermitteln. So sind die mechatronischen U-Achssysteme automatisch einwechselbare NC-Achsen. Für flexible Konturbearbeitungen und Stechoperationen wird die U-Achse mit der Z-Achse der Maschine interpolierend verfahren. Eingebunden in die Maschinensteuerung erfolgt die Programmierung in der üblichen NC-Programmiersprache. Dabei stehen alle Funktionalitäten einer normalen ISO-Programmierung zur Verfügung. Zur Lagerflansch-Bearbeitung wird ein maßgeschneidertes Aufsatzwerkzeug adaptiert, das in diesem Fall mit einer PKD-Wendeschneidplatte aus dem Standardprogramm von  KOMET^® bestückt ist.

 

Die flexible Schneideneinstellung, welche dynamisch während der Bearbeitung das Erzeugen frei programmierter Konturen erlaubt, lässt sich auch in Form einer so genannten statischen Schneideneinstellung zum Zweck der Verschleißkompensation verwenden. Voraussetzung ist das Generieren von Korrekturwerten durch Werkzeugmessungen oder Messungen am Werkstück. Für Letzteres hat man sich im Fall der Lagerflansch-Bearbeitung entschieden und prozessnahe Messtechnik im BAZ integriert, um den gegebenen Cpk-Toleranzeinengungen für bestimmte Passungsdurchmesser Rechnung zu tragen. Da auch die Oberflächenqualität der Aluminiumbauteile mit dem Schneidenverschleiß korreliert hat man damit gleichzeitig eine indirekte Überwachung der Oberflächengüte erreicht.

 

Prozessnahes Messen ist quasi Postprozessmessen, das allerdings innerhalb der Bearbeitungsmaschine stattfindet. Hier wird ein Bohrungsmesskopf BG 40 von Blum eingesetzt. Der aus dem Werkzeugmagazin automatisch einwechselbare Messdorn bietet die Möglichkeit, während des Messens die verschiedenen Maschinenkomponenten wie Achsen und Spanneinrichtungen zu nutzen. Diese Messmethode verursacht zwar Nebenzeiten, spart dafür aber den Invest für separate Anlagen. Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei, dass die Spannsituation aus dem Prozess unverändert erhalten bleibt und die Zeitdifferenz zwischen Bearbeiten und Messen auf ein Minimum reduziert wird. Die Messungen erfolgen bei diesem Verfahren also auch thermisch annähernd in dem Zustand der Bearbeitung. Dies sind wesentliche Vorteile im Sinne höherer Genauigkeit.

 

Die bei der Lagerflansch-Bearbeitung in regelmäßigen Intervallen erhobenen Messwerte werden einem Radiuskorrekturalgorithmus zugeführt, der über die Werkzeugverwaltung die Werkzeugmaße entsprechend korrigiert. Hilfreich ist hierbei die in der Maschinensteuerung integrierte 'Drehwerkzeugdefinition', die von Steuerungsherstellern für Bearbeitungszentren als Option angeboten wird und das Programmieren eines eigenen Korrekturzykluses spart. So entsteht aus der Kombination des KomTronic^®  U-Achsystems mit dem Bohrungsmesskopf eine geschlossene Prozesskette in der Bearbeitungsmaschine, die eine einfache sowie zeitnahe Korrektur der Prozessparameter erlaubt und den Prozess mit geregelter Qualität stabilisiert.

 

 

 

Die KOMET GROUP mit den Marken KOMET^®, DIHART^® und JEL^® ist ein weltweit führender Hersteller von Präzisionswerkzeugen für Bohrungsbearbeitungen, Gewinden und Reiben. Seit über 90 Jahren zählt die Unternehmensgruppe zu den Innovationsführern der Branche: eine Tradition die vom frühen Wendeplattenbohrer bis heute mit den mechatronischen Werkzeugsystemen fortgesetzt wird. Derzeit beschäftigt das Unternehmen mit seinen 20 Tochtergesellschaften über 1.600 Mitarbeiter und ist in rund 50 Ländern vertreten.

 

 

Bilder:

Komet-0911-Regelkreis-Bild 1a+b: Die unterschiedlichen Innendurchmesser im Lagerflansch können mit einem  KomTronic^®  U-Achsystem in einem Konturzug bearbeitet werden.

 

Komet-0911-Regelkreis-Bild 2a: Der Messkopf BG 40 von Blum ist aus dem Werkzeugmagazin automatisch einwechselbar.

 

Komet-0911-Regelkreis-Bild 3a: Das Aufsatzwerkzeug für das KomTronic^®  U-Achsystem ist mit einer PKD-Wendeschneidplatte aus dem Standardprogramm von  KOMET^® bestückt.

 

Komet-0911-Regelkreis-Bild 4a: Mit einem automatisch einwechselbaren  KomTronic^®  U-Achssystem sind sogar Drehbearbeitungen wie etwa am Lagerflansch auf Bearbeitungszentren realisierbar. Energieversorgung für Elektronik und Antrieb sowie der Datenaustausch mit dem U-Achssystem erfolgen berührungslos induktiv.

 

 

 

Komet-0911-Regelkreis-BE.doc