Prozesssicherheit ertasten

Friedlein, Lohn­fertiger, Formen- und Werkzeugbauer in Helmbrechts, fertigt schneller und sicherer, seit er auf seinen Bearbeitungszentren Nullpunkte von Formteilen mit Messtastern von Renishaw erfasst. In Zusammenspiel mit der Renishaw Software OMV misst er zusätzlich einzelne Geometrien und spart sich das mehrmaliges Auf- und Abspannen zum Messen. Zudem vereinfacht er die Dokumentation für die Formen und Stanzwerkzeuge.

Die Friedlein GmbH&Co. KG in Helmbrechts hat sich seit ihrer Gründung vor über 20 Jahren inzwischen als mittelständischer Lohnfertiger, vor allem für den Stanzwerkzeug- und Formenbau, etabliert. „Zu unserem Erfolgsrezept gehört, dass wir uns immer wieder mit aktuellen Technologien befassen. Können diese zu höherer Flexibilität und Wirtschaftlichkeit beitragen, integrieren wir sie möglichst rasch in unsere Produktionsabläufe", erläutert Inhaber und Geschäftsführer Werner Friedlein seine Strategie.

So haben die Lohnfertiger schon vor über zwölf Jahren Messtaster von Renishaw benutzt, um die Zeiten beim Ausrichten von Formteilen auf ihren Bearbeitungszentren zu kürzen. Durch das Antasten an wenigen Kanten und Flächen, zum Beispiel mit den Messtastern MP10, MP700 oder aktuell dem OMP60 mit optischer Datenübertragung, ermittelt die CNC-Steuerung die Lage im Raum und korrigiert den Nullpunkt des NC-Programms. Wie Friedlein feststellt, kürzt er damit nicht nur die Durchlaufzeiten. „Vor allem profitieren auch unsere Mitarbeiter. Umständliches und, je nach Masse und Größe der Formteilen, schwieriges und körperlich anstrengendes Ausrichten der Blöcke entfällt. Zudem wird die Bearbeitung weitgehend unabhängig von der aktuellen Sorgfalt des Mannes an der Maschine", fügt Friedlein hinzu. So hat er mit dem Einsatz von Messtastern auf den Bearbeitungszentren die Prozesssicherheit erheblich erhöht. Doch sind gerade in jüngster Zeit die Forderungen der Auftraggeber strenger geworden. „Selbst aufwendige, komplexe Spritzgießformen und Stanzwerkzeuge sollen heute innerhalb kürzester Zeiten fertig gestellt werden. Darauf muss man eine passende Antwort finden", beschreibt Friedlein die Situation. In der Zusammenarbeit mit den Messtechnik-Spezialisten von Renishaw hat er geeignete Technologien gefunden. Auf einem ausgewählten Bearbeitungszentrum verfügen die Lohnfertiger inzwischen über die Mess-Software OMV von Renishaw. Damit können sie auf einem Personal-Computer an der Maschine CAD-Daten nutzen, um ein Messprogramm zu erstellen. Die Messpositionen werden an die CNC-Steuerung des Bearbeitungszentrums übertragen. Nach dem Einwechseln des Messtasters in die Hauptspindel, werden die programmierten Positionen angetastet und die Daten zurück an die Mess-Software OMV gesendet. Diese vergleicht mit den programmierten Zeichnungsdaten und zeigt die Abweichungen auf. So kann der Maschinenbediener innerhalb kürzester Zeiten und ohne Abspannen der Werkstücke erkennen, ob die Bearbeitung korrekt abläuft. Bei Abweichungen unterbricht er die Bearbeitung und prüft mögliche Korrekturen im NC-Programm sowie eine unverzügliche Nacharbeit des Werkstücks auf der Maschine. Wie Friedlein erläutert, kürzen seine Mitarbeiter vor allem mit diesen Messfunktionen erheblich die Durchlaufzeiten. „Bei Genauigkeiten im Bereich eines hundertstel Millimeters messen wir auf dem Bearbeitungszentrum die Lage der Bohrungen. Damit können wir rasch im Prozessablauf auf dem Bearbeitungszentrum gewährleisten, dass die Bezugspositionen für die weitere Bearbeitung korrekt sind. So vermeiden wir kostenintensiven Ausschuss, den wir ohne dieses Messen auf der Maschine ehemals erst sehr viel später erkennen konnten," fügt Friedlein hinzu. Das erhöht natürlich die Flexibilität und minimiert die Kosten. Denn umständliches Abspannen eines teilweise bearbeiteten Werkstücks, Messen auf einer Koordinaten-Messmaschine und erneutes Aufspannen auf dem Bearbeitungszentrum ist langwierig und völlig unpraktikabel. Zudem ergäbe sich aus dem erneuten Aufspannen ein unnötiger Verlust an Genauigkeit und eine potentielle Fehlerquelle für die weitere Bearbeitung. Gerade das will man aber vermeiden. Selbst bei schwierigen Geometrien unterstützt die Mess-Software OMV von Renishaw den Stanzwerkzeug und Formenbauer beim Optimieren der Prozesssicherheit, denn mit OMV lassen sich auch 3D-Freiformen auf den Bearbeitungszentren bei 0,01 mm Genauigkeit erfassen und mit den programmierten Zeichnungsdaten vergleichen. Zur hohen Genauigkeit trägt der Messtaster OMP400 bei, der über die hochgenaue Dehnmessstreifen-Technologie verfügt. Das schafft Sicherheit beim Fräsen von Formen und Stanzwerkzeugen mit komplexen Konturen, denn beispielsweise nach dem erstmaligen Schruppen verifiziert das Bearbeitungszentrum innerhalb kurzer Zeit mit Hilfe der Messtaster und eines Messprogramms der Software OMV, ob die Konturen korrekt gefertigt wurden. Gibt es Abweichungen, kann der Bediener wahlweise das Werkstück frühzeitig abspannen und damit das kostenintensive, langwierige Weiterbearbeiten eines bereits fehlerhaften Bauteils vermeiden oder er kann das NC-Programm und damit die anschließenden Fertigungsschritte korrigieren. So kann ein Werkstück oft noch ‚gerettet‘ werden, aus dem ehemals unwiderruflich Ausschuss wurde.

Die Maschinenbediener haben nach einigen Monaten Praxis die Vorteile der Mess-Software OMV zu schätzen gelernt. Dazu tragen die einfache Bedienung und das übersichtliche Programmieren der Messpunkte bei. Die Software übernimmt direkt übliche 3D- und 2D-CAD-Daten. Durch Anklicken oder numerische Vorgabe kann der Bediener am Bildschirm die gewünschten Messpunkte auf den Geometrien der Bauteile anordnen. Dabei unterstützen ihn standardisierte Routinen, zum Beispiel zum Erzeugen sogenannter Arrays oder kreisförmig angeordneter Messpunkte. Über spezifische Postprozessoren kommuniziert die Mess-Software die Daten der Messpunkte mit den CNC-Steuerungen der Bearbeitungszentren.