EDM-Bearbeitungszentrum mit integriertem 3D-Sensor misst Bauteile direkt in der Maschine

Geschlossener Kreislauf in der Fertigung

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Messtechnikanbieter Alicona und Maschinenhersteller Makino stellen eine Präzisions-Erodiermaschine auf Basis von Closed-Loop-Manufacturing vor. Dank dem Bearbeitungszentrum können Unternehmen eine selbstoptimierende Produktion umsetzen.

Die steigende Komplexität in der Produktion macht die Abstimmung von Material, Werkzeug und Maschine zunehmend schwieriger. Jetzt präsentiert Alicona gemeinsam mit Makino in einer Weltpremiere auf der Control die neueste Generation von EDM-Bearbeitungszentren. Diese besticht durch die Kombination aus hochauflösender optischer 3D-Messtechnik und selbststeuernder Maschinenprogrammierung.

Abweichungen werden sofort kommuniziert
Alicona setzt damit den Trend zur integrierten Fertigung um und bietet im Sinne von Industrie 4.0 oder Smart Manufacturing ein neues Produktionskonzept. Die Messung der Fertigungsteile erfolgt direkt in der Maschine. Mögliche Abweichungen zur Soll-Geometrie werden unmittelbar und ohne Ausspannen an die Maschine kommuniziert, die ihre Fertigungsparameter für die weitere Bearbeitung entsprechend anpasst. Mit dem geschlossenen Kreislauf „Bearbeitung-Messung-Adaptierung-Bearbeitung“ wird eine bis zu vierfache Steigerung der Produktionsgenauigkeit erreicht.
„Der integrierte Messsensor verifiziert, was die Maschine macht“, sagt Mark Raleigh, Anwender von Closed-Loop-Manufacturing (CLM) und Geschäftsführer von EDM-Department. „Das Endresultat ist, dass wir trotz der zusätzlichen Messzeiten den Bearbeitungsauftrag schneller abwickeln und dabei noch eine höhere Produktionsgenauigkeit erzielen. Und das, ohne unsere Werkzeuge zusätzlich zu verschleißen.“
Bauteile mit komplexer Geometrie
Die CLM-Maschine besteht aus einem Makino-Bearbeitungszentrum mit integriertem optischen 3D-Messsensor von Alicona. Gefertigt werden miniaturisierte EDM-Bauteile mit komplexen Geometrien, die bereits während ihrer Fertigung kontinuierlich durch hochauflösende Messungen überprüft werden. Durch die Messung von Form, Lage und Oberfläche wird sichergestellt, dass die Güte und/oder diverse Toleranzen eingehalten sind.
Entspricht ein gemessener Wert nicht der Soll-Geometrie, ändert und verifiziert die CLM-Maschine automatisch entsprechende Prozess- beziehungsweise Maschinenparameter für die weitere Fertigung. Diese schnelle Interaktion zwischen Maschine und Messsensor ist unter anderem aufgrund der hohen Messgeschwindigkeit und hohen vertikalen Auflösung auch über große Messvolumina möglich.
Vierfache Bearbeitungsgenauigkeit
Der amerikanische Erodier-Spezialist EDM-Department sieht in der Eigenregulierung des Fertigungsprozesses das zukunftsweisende Produktionskonzept: vierfach höhere Genauigkeit der Maschinenbearbeitung, Eliminierung von Spannfehlern, automatisierte Qualitätssicherung, Ressourceneinsparung von bis zu 25%, effizienterer Einsatz von Personal und schnellere Durchlaufzeiten bei höherem Output.
„Die Hauptanwendung von CLM liegt klar im Werkzeug- und Formenbau“, so Alicona-Geschäftsführer Stefan Scherer über das weitere Potenzial der Technologie. „Hier können wir durch unsere flächige, dichte und hochauflösende Messtechnik deutlich besser Einfluss auf die Steuerung des Fertigungsprozesses nehmen, als zum Beispiel mit einfacher taktiler Punktmessung“.
Closed-Loop in der Spritzgießindustrie
Ein Beispiel für die Anwendung von CLM ist die Herstellung von Schiebern für die Spritzgussindustrie, die zur Entformung von Spritzgusskomponenten eingesetzt werden. Hier ist die Geometrie der Schieberspitze ausschlaggebend, die bei Zusammenführung der Werkzeugteile in ein Gegenstück einrastet.
Entsprechen die Winkel von bis zu 90° und Längen von wenigen Millimetern nicht exakt dem CAD-Modell, hat der Schieber in seinem Gegenstück Bewegungsspielraum und verformt sich gegebenenfalls beim Einspritzen des Kunststoffes. Durch die Verformung können niedrige Formtoleranzen des Spritzgussteils nicht eingehalten werden. Im schlimmsten Fall muss der Anwender den Schieber auswechseln.
Mittels CLM stellen Hersteller sicher, dass bei der Fertigung von Schiebern alle Toleranzen im µm-Bereich eingehalten werden. Diese hohe Fertigungsgenauigkeit garantiert später eine fehlerfreie Anwendung bei hoher Lebensdauer. Die Spritzgussindustrie profitiert von Einsparungen aufgrund von ressourcensparender Produktion und kürzeren Durchlaufzeiten durch die Minimierung von Schieberwechsel.
Alicona Halle 1, Stand 1622 und 1602

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