Alles auf einem Gerät

Bilz ist bestens bekannt als Hersteller von Werkzeugsystemen zum Spannen von Zerspanungswerkzeugen. Insbesondere mit der ThermoGrip Werkzeugschrumpftechnik setzte das Unternehmen Standards beim thermischen Spannen. Was folgte, ist die vollautomatisierte Werkzeug-Voreinstellung und Spannung bis in die Maschine. Bereits auf der EMO 2005 wurde das Präzisionsvoreinstellgerät ThermoSet professional ISVG4200PR zusammen mit Roboterbestückung demonstriert. Um das Gerät für manuelles und automatisches Einstellen/Messen auszurüsten, wurden jetzt Ergänzungen vorgenommen.

Der Hauptfokus des Voreinstellgerätes war bisher primär der absolut automatische Betrieb. Bereits realisiert und im praktischen Einsatz sind Anlagen mit Vollausbaustufe, in der die Vorzüge der Induktionsschrumpftechnik zusammen mit robotertauglichen Komponenten sogar zu einer vollautomatischen Werkzeugrüstzelle vereinigt wurden. Die Weiterentwicklung ist jedoch noch nicht zu Ende. Konsequenterweise wurden jetzt Ergänzungen vorgenommen, um das Präzisionsschrumpf und -voreinstellgerät für manuelles und automatisches Einstellen/Messen auszurüsten: Handsfree automatisch, wo’s geht, und manuell, wo’s notwendig ist. Die Anwendung der thermischen Schrumpftechnik auf einem Messgerät erfordert ganz besondere Sorgfalt bezüglich der Einkopplung der notwendigen Wärmeenergie. Hierzu hat Bilz die perfekte Lösung: Eine zum Patent angemeldete Polscheibe konzentriert das Induktionsfeld direkt auf einen Hotspot mit klar definierter Breite. Durch die schnelle Energieeinkopplung mit geregelter Leistung wird der Spannbereich nur partiell erwärmt und die Klemmstelle zur Messspindel (HSK/SK) bleibt absolut kalt. Ist die induktive Kopplung technisch unzureichend – also ohne Polscheibe- gelöst, muss der Spannbereich in der Werkzeugaufnahme, insbesondere bei HSS-Werkzeugen, zu stark und zu lange erwärmt werden. Die Wärme wandert dann auch in die Messspindel. Dass dies für solch eine Präzisionskomponente schädlich ist, liegt auf der Hand. Eine Besonderheit an den Thermogrip-Spannfuttern ist die patentierte Vorweite. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass der Bediener das Werkzeug vom ISVG4200PR einstellen lassen kann, ohne dass er selbst Hand anlegen muss. Nämlich handsfree. Dazu ruft der Bediener am Bedienterminal das einzustellende Werkzeug durch Eingabe der Werkzeugnummer auf, setzt die Werkzeugaufnahme in die Messspindel und fügt das Schaftende des Schneidwerkzeugs einfach in die Vorweite ein. Somit ist es sicher und positionsgenau fixiert. Der passende Spindeladapter war bereits vorher eingesetzt und gespannt. Jetzt braucht er nur noch die Start-Taste zu drücken und alles läuft von alleine ab: - Die Spule senkt sich ab bis die Polscheibe auf der Futterspitze aufliegt. - Das Gerät positioniert die einzustellende Schneide in das Kamerafenster und fokussiert automatisch auf das entsprechende Formelement. - Um das untere Schaftende präzise anzutasten, wird der Positionierstößel nach oben verfahren, bis die Kamera eine Bewegung der Schneide erkennt. Die Höhe des Positionierstößels dient in Z-Richtung als Anschlag während des Schrumpfprozesses. Passend zum vorgegebenen Sollwert des Längeneinstellmasses errechnet das ISVG4200PR den notwendigen Verfahrweg und fährt den Positionierstößel entsprechend zurück. - Zum Einschrumpfen erhitzt nun die Spule den Spannbereich der Werkzeugaufnahme. Damit der Schaft des Schneidwerkzeugs exakt auf dem Positionierstößel aufliegt wird mit dem Eindrückstößel leicht nachgedrückt. - In dieser Phase ist der Spannbereich in der Werkzeugaufnahme so weit geöffnet, dass der Werkzeugschaft nach unten durchrutschen könnte, wenn der Positionierstössel direkt zurückgezogen würde. Deshalb wird noch eine gewisse Zeit abgewartet, bevor das eingestellte Werkzeug entnommen wird. - Wirtschaftlich ist, wenn die Messspindel für weitere Voreinstellungen möglichst schnell wieder zur Verfügung steht. Aus diesem Grund wird das geschrumpfte Werkzeug in einer externen Kühlstation bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Hier gibt es mannigfaltige Möglichkeiten: Luft-. Wasser- oder Aufsatzkühler. Wohlgemerkt: durch die Polscheibe wurde an der Werkzeugaufnahme lediglich ein kleiner Hotspot partiell erhitzt und die eingekoppelte Wärmeenergie auf ein Minimum begrenzt. Sollen zum Schrumpfen auch Werkzeugaufnahmen ohne Vorweite (vorhandener Werksbestand oder Fremdfutter) verwendet werden, wird dies in einem speziellen Einstelladapter mit extra großem Durchmesser zur Aufnahme von passenden Zwischenhülsen ausgeführt. Durch Antasten und Verschieben mit dem Positionierstößel ermittelt das ISVG4200PR die aktuelle Höhe des Schneidwerkzeugs. Anschließend wird der Einstelladapter gegen die aktuelle Werkzeugaufnahme ausgetauscht. Inzwischen hat das ISVG4200PR den Anschlag in der Spindel bereits auf die richtige Höhe zur Erreichung der Solllänge positioniert. Durch Knopfdruck senkt der Bediener dann die Spule auf die Werkzeugaufnahme ab, startet damit auch den Induktionsgenerator und fügt den Schaft des Werkzeuges in die Bohrung in der Werkzeugaufnahme ein sobald sie weit genug geöffnet ist. Zwischenhülsen gibt es als Satz für alle Schaftgrößen von 3 bis 32 mm. Es soll aber auf keinen Fall der Eindruck entstehen, ThermoSet professional ISVG4200PR sei nur für das Einstellen von Schrumpfaufnahmen konzipiert. Selbstverständlich ist es auch zum Vermessen und Einstellen aller sonst noch üblichen Werkzeugaufnahmen geeignet: Die Anpassung auf unterschiedliche Werkzeugsysteme geschieht durch einfaches Auswechseln der Werkzeuggrundaufnahme in der Messspindel. Ein Knopfdruck, einsetzen und fertig. HSK32-125 und SK30-50 sind kein Thema. Stufenbohrer, Messerköpfe, Ventilsitzfräser, Reibahlen usw. können auf dem Gerät automatisch durch die CNC-Achsen vermessen oder auch manuell durch den Bediener eingestellt werden. Genauso wie einfachere Spiralbohrer oder Schaftfräser. Unterstützt wird der Anwender durch übersichtliche Menüs, bedienerunabhängige Bildverarbeitungssoftware und Programme für alle Messaufgaben. Höchstpräzise Hardware, hochauflösende Kamera, Präzisionsglasmaßstäbe, stabiler Gerätekorpus und vieles mehr garantieren ein perfektes Ergebnis.

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