Genauigkeit im "Closed Loop"

Die Produktion kleiner Losgrößen - manchmal auch nur von Einzelteilen – umfasst meist teure, schwer verfügbare Rohteile. Diese können schnell vergeudet werden. Daher legt WFL seit Beginn der Komplettbearbeitung großes Augenmerk auf das Messen der Werkstücke in der Maschine und hat in diesem Zusammenhang Zyklenpakete für vielseitige Messaufgaben entwickelt.

Durch diese Messverfahren wird an komplexen Werkstücken auch bei engsten Toleranzen höchste Fertigungsgenauigkeit erreicht. Dabei stehen verschiedenste Messmittel wie zum Beispiel schaltende Messtaster, scannende Messtaster oder Ultraschall-Messgeräte zur Verfügung.

Um den heutigen Anforderungen gerecht zu werden ist das Messen in zukunftsweisenden Fertigungsprozessen zum integralen Bestandteil geworden. Mit dem so genannten "Closed-Loop" Ansatz wird versucht, den Kreislauf zwischen Produktionssystem, Maschine, Mensch und Messtechnik so einfach und effizient wie möglich zu gestalten. Einer der wichtigsten Punkte in diesem Kreislauf ist das Messen während eines Fertigungsprozesses.

Grundlegend kann das Messen in einem Fertigungsprozess in zwei Bereiche aufgeteilt werden:

• Beim manuellen Messen führt die Bedienperson die Messung und das Messdatenmanagement durch.
• Beim automatisierten Messen hingegen übernimmt die Maschine das Messen sowie das Messdatenmanagement.

In der heutigen Fertigung ist das manuelle Messen immer noch sehr stark verankert. Doch die innovativen Messtechniken, die sich rasch weiterentwickeln, lösen das manuelle Messen beim Bearbeitungsprozess immer mehr ab. Die Messmittel für manuelles Messen sind im Vergleich kostengünstiger als moderne Messmittel, wie etwa ein Messtaster. Über einen langfristigen Produktionszeitraum sind jedoch innovative Messmittel und -techniken effizienter und kostengünstiger.

Beim Arbeiten mit manuellen Messmitteln muss mit zufälligen Messfehlern, welche bei jeder Messung entstehen und sehr schwer herauszufiltern sind, gerechnet werden. Prozessunterbrechungen, die notwendig sind, um die Messung durchführen zu können, haben verlängerte Produktionszeiten zur Folge. Dadurch ist nur ein geringer Automatisierungsgrad möglich. Da die Berechnung der Werkzeugkorrektur durch die Bedienperson erfolgt, entsteht somit im Vergleich zu einem automatisierten Prozess eine höhere Fehlerquote.

Das automatisierte Messen nimmt eine immer größere Rolle im Fertigungsprozess ein. Dank der Verwendung smarter Messmittel und -techniken, ist ein hoher Automatisierungsgrad möglich. Dies wiederum führt zu kürzeren Produktionszeiten. Der Prozess wird nicht mehr unterbrochen, es treten nur geringere Messunsicherheiten auf und darüber hinaus kann ein und derselbe Messtaster für unterschiedlichste Messungen verwendet werden. Innovative Messmittel und deren Strategien erhöhen zum Beispiel beim Millturn Komplettbearbeitungszentrum von WFL die Effizienz und Vielseitigkeit weiter.

Bevor mit einem Messtaster gemessen werden kann, muss dieser kalibriert werden. Das Kalibieren erfolgt stets vor dem Bearbeitungsprozess und wird von der Bedienperson durchgeführt. Die einzelnen Messpunkte, welche mit dem Taster erfasst wurden, werden nach der Messung ausgewertet. Für das Auswerten stehen verschiedene Algorithmen zur Verfügung. Die Ergebnisse werden anschließend bewertet und eine Korrektur berechnet. Bei WFL etwa wird anhand der Messergebnisse eine Werkzeugkorrektur ermittelt, welche automatisch über einen WFL‑Zyklus einem Werkzeug zugeordnet wird. Die einzelnen Ergebnisse können im Anschluss protokolliert werden und zu einem späteren Zeitpunkt kann eine ausführliche Analyse durchgeführt werden.

Maßgebend für einen erfolgreichen Messprozess ist die richtige Messstrategie. Die neue Generation der Messtaster bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten und sollte in keinem zukunftsorientierten, automatisierten Fertigungsprozess fehlen. Mit den neuen Messtastern lassen sich nicht nur Werkstücke abtasten, sondern komplette Konturen und Profile scannen. Durch diese neue und einzigartige Methode, werden bei einer WFL Millturn Bearbeitungsmaschine ungeahnte Effizienz und Vielseitigkeit freigesetzt. Um die Möglichkeiten der neuen Messtaster-Generation bestmöglich nutzen zu können, hat WFL hier eigene Zyklen und Messstrategien für verschiedenste Anwendungen entwickelt.

Da bei neuen Schaltköpfen der exakte Auslenkwinkel bestimmt werden kann, lässt sich etwa am Werkstück der genaue Rund- und Planlauf messen. Dadurch kann vor der Bearbeitung überprüft werden, ob die Rohteile den Anforderungen entsprechen. Ist dies nicht der Fall, so muss entweder das Programm geändert oder das Rohteil ausgetauscht werden, um etwaige Bearbeitungsprobleme zu vermeiden. Da Programme sehr flexibel aufgebaut werden können, ist eine Anpassung meist automatisiert über ein Parameterprogramm möglich. Generell ist es empfehlenswert, in einer automatisierten Fertigung Rohteile immer zu überprüfen, um Probleme und Stillstände zu vermeiden.

Mit einem speziellen Messtaster der neuen Generation ist es möglich, die Oberflächengüte zu messen. Damit kann während eines Bearbeitungsprozesses frühzeitig auf etwaige Probleme reagiert werden. Kostspielige Stillstandzeiten und Ausschuss werden dadurch vermieden.

Dank der Möglichkeit Profile zu scannen und anschließend die Ergebnisse auszuwerten, hat WFL speziell für die Verzahnungstechnik eigene Zyklen entwickelt, mit denen zum Beispiel das Zahnflankenprofil oder die Flankenlinie gemessen werden kann. Anschließend erfolgt die Auswertung der Messungen. Die Auswertungen und Protokolle entsprechen dem allgemeinen Industriestandard für Verzahnungstechnik. Verzahnungen können somit nach dem Bearbeitungsprozess gemäß Industriestandard überprüft und protokolliert werden.