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Höhere Schlagzahl mit Werkzeugmesstastern für die automatische Werkstückeinrichtung

Werkzeugmesstastersysteme
Mit Messtastern zu minimalen Rüstzeiten

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Seitdem der kanadische Forstmaschinen- und -gerätehersteller Tigercat die Werkstückeinrichtung mithilfe von Werkzeugmesstastersystemen und Software von Renishaw automatisiert hat, konnte er die Rüstzeiten um 75 % verkürzen. Gleichzeitig steigerte das Unternehmen dadurch die Zeit für produktive Bearbeitungsgänge um 40 %.

Das Produktangebot von Tigercat umfasst Maschinen für die Aufarbeitung von Lang- und Kurzholz einschließlich Fäller-Bündlern, Skiddern, Ladern, Vollerntern und Baumfällmaschinen. Es handelt sich um große, starke und robuste Maschinen, die in der Regel 25 t und mehr wiegen. Da die Forstarbeiterteams häufig auf eine Fäll-Bündelmaschine mit sogenannter Drive-to-Tree-Funktion – die Erntemaschinen bewegt sich zur Fällung in die unmittelbare Nähe des Baumstamms – angewiesen sind, um einen kontinuierlichen Sammelbetrieb zu gewährleisten, kommt es auf eine hohe Zuverlässigkeit der Maschinen an. Für Tigercat bedeutet dies, dass eine robuste Konstruktion, hohe Maschinenverfügbarkeit und lange Nutzungsdauer wichtige Voraussetzungen für das Produktdesign sind. In seinem Werk in Cambridge, Süd-Ontario, produziert das Unternehmen die größeren Stahlteile für seine radbasierten Forstmaschinen, insbesondere für seine Fäller-Bündler-Bagger. Die aktiven Produktionslinien umfassen Verfahren wie Laserschneiden, maschinelle Bearbeitung, Schweißen und Montieren durch Bediener und Roboter.

Angesichts der steigenden globalen Nachfrage hat es sich Tigercat zur Aufgabe gemacht, die Produktionseffizienz und den Durchsatz durch eine zunehmende Automatisierung zu steigern. Bei einer umfassenden Überprüfung der bestehenden Produktionsprozesse wurde besonderes Verbesserungspotenzial im Bereich der Werkstückeinrichtung identifiziert. Die Idee: Eine fabrikweite Standardisierung auf eine neue automatisierte Lösung für die Werkstückmessung sollte sowohl die sehr großen Abmessungen und Vielfalt der dickwandigen, hochtolerierten Werkstücke von Tigercat als auch die Bandbreite unterschiedlicher Verfahren in den Produktionslinien abdecken. Messtaster müssten in der Lage sein, kritische, schwer zugängliche Merkmale genau zu messen, und robust genug sein, um dicht neben neuen automatisierten Schweißzellen arbeiten zu können.

Gleichzeitig wollte das Unternehmen auch die Mazacheck Diagnosefunktionen seines Mazak Versatech V100N, eines produktionskritischen Doppelständer-Bearbeitungszentrums für die Bearbeitung sehr großer Teile mit fünf Achsen, nutzen.

„Als es um die Beschaffung der von uns benötigten Maschinen-Messsysteme ging, hatten wir mehrere Unternehmen im Auge. Wir entschieden uns für Renishaw, da das Unternehmen perfekt im Einklang mit unserer Ingenieurskultur steht“, erinnert sich David Hodder, Produktionsleiter bei Tigercat. „Renishaw bietet einen guten technischen Support, die Techniker vor Ort kennen sich sehr gut aus und ich würde ihre Geräte als erstklassig bezeichnen.“

Tigercat setzt heute den vielseitigen RMP60M Spindelmesstaster mit Funksignalübertragung, der für die Werkstückeinrichtung und Messung an Multitasking-Maschinen und Bearbeitungszentren entwickelt wurde, in seiner gesamten Produktionslinie in Cambridge ein. Renishaws große Auswahl an kompatiblen Tastereinsätzen mit Keramikschaft und Rubinkugel ermöglicht es dem Unternehmen, automatisierte Lösungen für die Werkstückeinrichtung zu entwickeln, die auf die spezifischen Anforderungen seiner vielen großen und unterschiedlichen Werkstücke zugeschnitten sind.

Maschinenmesstaster mit einer
Wiederholgenauigkeit von ±1 Mikrometer

Der kinematisch wiederholgenaue Messtastermechanismus des RMP60M in Verbindung mit der Frequenzsprungtechnik (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) bietet Tigercat eine robuste Lösung, die in der Lage ist, Signalinterferenzen in der Nähe des Schweißbereichs zu tolerieren und Probleme bei Sichtverbindungen zu meistern. Der Maschinenmesstaster arbeitet im 2,4-GHz-Frequenzband und entspricht den Funkvorschriften in allen wichtigen Industriemärkten. Er bietet verschiedene Aktivierungsmöglichkeiten, einstellbare Auslösekraft und eine Messwiederholgenauigkeit von ±1 µm. Renishaws kombinierte Empfänger- und Maschineninterface-Einheiten RMI-Q werden im gesamten Werk eingesetzt. Sie wandeln die Signale der RMP Spindelmesstaster in potenzialfreie SSR-Signale für die Maschinensteuerungen um.

Für Tigercats Mazak Versatech V100N 5-Achsen Maschine wurde ein RMP600 Messtaster konfiguriert. Als komplexer, hochgenauer Messtaster, der über die gleiche FHSS wie der RMP60M verfügt, bietet er Tigercat sämtliche Vorteile einer automatischen Werkstückeinrichtung sowie die Fähigkeit, komplexe 3D-Teilegeometrien mit einer sehr hohen Messleistung von Bruchteilen eines Mikrometers zu messen.

Der Messtaster arbeitet mit Renishaws Rengage Technologie, die eine Silizium-Dehnmessstreifen-Technologie mit einer extrem kompakten Elektronik verbindet. Er liefert hochgenaue Messungen, selbst wenn lange und kundenspezifische Tastereinsätze verwendet werden – eine ideale Lösung für Tigercats Anwendungen, die häufig Messungen an schwer zugänglichen Merkmalen erfordern.

Zudem nutzt der Forstmaschinenhersteller Reni
shaws PC-basierte Software Productivity+ für die Programmierung von Messroutinen und ihre nahtlose Integration in die V100N Bearbeitungszyklen.

Durch die Integration der hochgenauen Renishaw Messtaster mit Funkübertragung in die Fertigungsprozesse hat sich bei Tigercat die Rüstzeit für Werkstücke um 75 % verkürzt. Die manuelle Einrichtung, die früher eine Stunde dauerte, wurde nun automatisiert und dauert nur noch 10 bis 15 min.

Die neuen Maschinenmesssysteme protokollieren und speichern jedes von ihnen gemessene Teil. Bei einer fehlerhaften Ausrichtung des Teils oder Abweichung von der Spezifikation wird der Bediener sofort informiert. Daten können gesammelt werden, um die Maschinen- und Prozessleistung im Zeitverlauf zurückzuverfolgen.

Seitdem Tigercat mit Renishaw eine Partnerschaft zur Automatisierung von Maschinenmessungen eingegangen ist, konnte das Unternehmen seine wöchentliche Produktionsleistung um 40 % erhöhen. Für die Zukunft werden weitere Verbesserungen erwartet. Die tägliche Teileproduktion ist nun beständiger geworden und es gibt eine neu entdeckte Freiheit, da die Maschinenbediener jenen Bearbeitungszentren zugewiesen werden können, die nachfragebedingt einen höheren Einsatz erfordern. Das Fehlerrisiko durch menschliches Eingreifen wurde praktisch eliminiert und damit hat sich auch die Bedienersicherheit verbessert.

Im Laufe der Zeit hat Tigercat den Einsatz der Messsysteme von der allgemeinen Werkstückeinrichtung – vor der Bearbeitung – zur vollintegrierten In-Prozess-Regelung und Teileprüfung weiterentwickelt, das heißt alle Arbeitsgänge, bevor das Werkstück das Maschinenbett verlässt. Dies bedeutet Verbesserungen in jeder Hinsicht, das heißt für die Maschinenzykluszeiten, die Teilequalität und auch die Bedienersicherheit. Die Messsysteme werden zudem für Maschinendiagnosen verwendet. Tigercat kann somit heute noch stärker darauf vertrauen, dass sämtliche Fertigungsprozesse genau der Spezifikation entsprechen. ■

Renishaw GmbH
Karl-Benz Straße 12
72124 Pliezhausen
Tel. +49712788237
www.renishaw.de


Der Autor

Risshu Bergmann
Marketing-Koordinator

Renishaw
www.renishaw.de


Webhinweis

Ein Video von Renishaw zeigt die Anwendung bei Tigercat: http://hier.pro/nzvFp

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