Ein Anderson-Kunde stand vor der Herausforderung, Werkstücke aus Kovar zu bearbeiten – eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem von Borosilikatglas nahekommt. Die einzigartigen Kovar-Eigenschaften erforderten eine Maschine für die Mikrozerspanung mit herausragender Steifigkeit und thermischer Stabilität. Des Weiteren benötigte der Kunde ein Werkzeugmagazin mit hoher Kapazität sowie die Möglichkeit, die Maschine bedienerlos zu betreiben.
Herausforderung
„Materialien wie Kovar und Invar sind schwer zu bearbeiten, da sie zu schneller Wärmeentwicklung neigen. Abrasiver Verschleiß aufgrund von Kaltverfestigung kann ebenfalls die Standzeit von Werkzeugen drastisch verkürzen oder zu vorzeitigem Werkzeugbruch führen“, erläutert Alfred Konemann, CEO von Anderson Europe. „Kunden brauchen Werkzeugmaschinen, um den Prozess optimal zu steuern, sodass sie sowohl enge Toleranzen als auch hochwertige Oberflächen-Endbearbeitung erzielen können. Die Parameter der Schneidwerkzeuge werden so gewählt, dass der Grad der Kaltverfestigung minimiert wird, indem die beim Materialabtrag erzeugte Wärmemenge verringert wird. Eine Werkzeugmaschine ist sowohl auf ihre geometrische Genauigkeit als auch auf die Qualität ihrer linearen Maßverkörperungen angewiesen, um den optimalen Werkzeugweg auszuführen.“
Lösung
Die Auswahl des richtigen Messtechnikpartners ist kritisch zur Herstellung hochpräziser Maschinen für die Mikrozerspanung. Anderson entschied sich bewusst und wohlbegründet für eine Zusammenarbeit mit Renishaw: Die Reputation für Qualität und Präzision des Messtechnikspezialisten geht weit über einzelne Produktlinien hinaus und umfasst eine breite Palette von Lösungen für zahlreiche Anwendungen. Anderson verwendete bereits Werkzeugmesssysteme von Renishaw und wusste deren Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu schätzen. Das Fortis-N-Messsystem wählten die Verantwortlichen aufgrund seiner herausragenden Genauigkeit, Robustheit, seines platzsparenden, schmalen Profils und der innovativen Features wie der hohen Vibrationsbeständigkeit. Ein weiterer Vorteil ist der hohe IP-Schutz des Messsystems in geschlossener Bauweise.
„Wir haben uns für die Verwendung des Fortis-N-Systems auf unseren ProSys ADV+ Maschinen entschieden, da es unsere hohen Anforderungen an die Genauigkeit erfüllt. Außerdem ist die integrierte Einstell-LED des Fortis-Messsystems ein innovatives Feature, das aufgrund der bei der Maschinenmontage eingesparten Zeit echten Mehrwert bietet“, betont Sören Langhammer, leitender Maschinenbauingenieur von Anderson. „Die ProSys ADV+ wird für die Mikrozerspanung eingesetzt. Daher ist es wichtig, dass das Messsystem der höchsten Qualität entspricht, um sicherzustellen, dass der Positionierungsfehler so gering wie möglich ist.“
Über ProSys ADV+
Die CNC-gesteuerte ProSys ADV+ ist eine kompakte und vollständig eingehauste Fräsmaschine. Der aus Granit gefertigte Maschinensockel gewährleistet Steifigkeit und Stabilität. An drei Achsen kommen Wegmesssysteme zum Einsatz.
Die Qualitätskontrolle bei Anderson beginnt mit genauen Messungen jeder Strukturkomponente. Beispielsweise wird das Maschinenbett aus Granit nach der Lieferung vom Hersteller sorgfältig geprüft. Das XL-80 Laserinterferometer von Renishaw erreicht dazu eine beeindruckende Genauigkeit der Positionsmessung von ±0,5ppm. Dieses Niveau an Präzision ist entscheidend beim Montageprozess der Maschine, bei dem die Komponenten genau zueinander passen müssen. Die hohe Genauigkeit des XL-80 Lasers ist ideal zur Sicherstellung einer präzisen Montage. „Das XL-80 Laserinterferometer von Renishaw ist als eins der führenden Mess- und Kalibriersysteme auf dem Markt anerkannt“, sagt Langhammer. „Wir verwenden den XL-80-Laser, um die Qualität unserer Maschinen und Messungen sicherzustellen, beginnend mit dem Granitbett und anschließend während des gesamten Baus der Maschine, sodass alle Baugruppen vermessen und korrekt zueinander ausgerichtet sind.“
Darüber hinaus verwendet Anderson das Kreisformmessgerät QC20 von Renishaw zur Überprüfung und Validierung der ProSys ADV+ Maschine sowie zur Prüfung nach Anlieferung und Installation am Standort des Kunden. Die von der Ballbar 20 Software erstellten Testberichte liefern den Nachweis für die Fähigkeit einer Maschine. Anwendungstechniker Ronny Nikel erläutert, wie Anderson und seine Kunden das QC20 Kreisformmessgerät verwenden: „Durch den Einsatz des XL-80-Lasers können wir sicherstellen, dass die einzelnen Achsen der Maschine bestmöglich eingestellt sind. Wir müssen jedoch noch prüfen, wie sich die Achsen in Kombination verhalten. Daher suchten wir nach einem Indexierungswerkzeug, das wir während der Inbetriebnahme verwenden können. Das tragbare Kreisformmessgerät QC20 eignet sich ideal für unsere Tests.“
Zusammenfassung
Anderson Europe produziert und wartet Hochleistungswerkzeugmaschinen für die Mikrozerspanung und das Mikrobohren in besonders anspruchsvollen Anwendungen – beispielsweise zur präzisen Bearbeitung von Materialien wie Kovar oder Invar, die schwer zu bearbeiten sind. Die Materialien neigen zu schneller Wärmeentwicklung; Kaltverfestigung kann zu abrasivem Verschleiß und zu einer verringerten Werkzeugstandzeit führen. Kunden verlangen präzise Kontrollen über den Bearbeitungsprozess, um enge Toleranzen sowie eine hochwertige Oberflächen-Endbearbeitung zu erzielen.
Die geometrische Genauigkeit und hohe Qualität der Messsystem-Rückmeldungen sind für die Ausführung optimaler Werkzeugwege entscheidend. Anderson ging eine Partnerschaft mit Renishaw ein und verwendet mehrere innovative Messtechnikprodukte, um die Montage, Inbetriebnahme sowie den Betrieb der Maschinen zu verbessern. Fortis-N von Renishaw erfüllt die hohen Anforderungen an die Genauigkeit von Maschinen für die Mikrozerspanung wie die ProSys ADV+: Das Messsystem in geschlossener Bauweise weist ein platzsparendes, schmales Profil sowie einen hohen IP-Schutz auf, der gegen Verunreinigungen schützt und eine gleichbleibende Messqualität gewährleistet. Zudem sind die Fortis-Messsysteme dank der integrierten Einstell-LEDs schnell und einfach installierbar, was zur Einsparung von Maschinen-Montagezeit beiträgt.
Das Renishaw-Laserinterferometer XL-80 bietet eine hervorragende Genauigkeit und ist mit zahlreichen Zubehörteilen ausgestattet. Der XL-80-Laser gewährleistet die Qualität über den gesamten Bau der Maschine hinweg: Die Baugruppen der Maschine werden auf Geometriefehler hin überprüft und korrigiert. Zudem bietet Renishaw auch interne Schulungen für den effizienten Betrieb des Interferometers als Teil eines reibungslosen Maschinenbauprozesses an.
Das Kreisformmessgerät QC20 ist ein wertvolles Werkzeug zur Beurteilung der Stabilität und Leistungsfähigkeit der ProSys ADV+. Das tragbare Kreisformmessgerät eignet sich darüber hinaus besonders zum Überprüfen der Maschinenfähigkeit und zur Erstellung von Compliance-Berichten für Kunden nach Inbetriebnahme und Wartung. Insgesamt befähigen die einzigartigen Produkte von Renishaw – in Kombination mit der technischen und anwendungsspezifischen Unterstützung – den Hersteller Anderson, herausragende Maschinenleistungen zu realisieren.
