GROB-Hightech für die Automobilindustrie

Prozesssicherheit und Prozessoptimierung sind die Triebfeder einiger GROB-Innovationen, wie die GROB-Motorspindel mit Span-in-Spindel-Kontrolle, ein neuer Linearmotor und G-Module mit höherer Steifigkeit und Dämpfung. Innovationen, die die Spitzenposition der GROB-Technologie immer wieder unter Beweis stellen.

Hannover. Mit technischen Neu- und Weiterentwicklungen stellen die GROB-WERKE immer wieder ihre technologische Spitzenposition in der Werkzeugmaschinenbranche eindrucksvoll unter Beweis. Neuestes Beispiel ist das von GROB entwickelte Überwachungssystem Span-in-Spindel (SiS), das einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Prozesssicherheit besonders in der Großserienfertigung der Automobilindustrie darstellt. Ein System, das nach dem automatischen Werkzeugwechsel die Werkzeugschnittstelle hochgenau auf das Vorhandensein von Spänen abfragt. Bei der SiS-Kontrolle von GROB erfassen Sensoren in der Spindelnase die durch Späne hervorgerufene asymmetrische Verformung der Werkzeugeinspannstelle und werten sie aus. Die Informationen werden über hochfrequente Funksignale an die Steuerung der Maschine übertragen, die dann den fehlerhaften Werkzeugwechsel anzeigt. Die Energieversorgung der Sensoren in der Spindelnase erfolgt über je eine stehende und eine rotierende Induktionsspule. Gemessen wird im Stillstand der Spindel, direkt nach dem Werkzeugspannen. Zeitparallel zur Messung fahren die Vorschubachsen an die neue Bearbeitungsposition. Das System erkennt prozesssicher Späne, die im Abstand von 150 mm zur Plananlage der HSK-A63 Werkzeugaufnahme eine Veränderung des Rundlaufs am Werkzeug von lediglich 0,01 mm verursachen. Dabei ist es unerheblich, ob sich die Späne im Bereich des Werkzeugkegels oder im Bereich der Plananlage befinden. Da diese Span-in-Spindel-Kontrolle taktzeitneutral erfolgt und keinerlei Vorbereitungen im Arbeitsraum der Maschine erfordert, ist sie für viele Bearbeitungszentren eine sehr gute Ergänzung zur Steigerung der Prozesssicherheit beim automatischen Werkzeugwechsel.

Die Beschichtung der Zylinderlaufflächen moderner Verbrennungsmotoren ist ein Entwicklungsschritt der Automobilindustrie, um den Verbrauch ihrer Motoren zu senken und deren Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Eine Entwicklung, die Werkzeugmaschinenhersteller wie GROB vor neue Herausforderungen in der Zerspanung stellt. Im ersten Schritt ist die Aluminium-Zylinderlaufbahn aufzurauen. Ein möglicher Weg ist das Aufrauen mit einem sogenannten Relierwerkzeug. Solche Relierwerkzeuge haben PKD-Schneiden, die nur 0,15 mm x 0,15 mm große Nuten herstellen und prozesssicher auf Bruch und Verschleiß geprüft werden müssen. GROB arbeitet in diesem Zusammenhang an einer Kameralösung, die den rauen Umgebungsbedingungen einer Werkzeugmaschine angepasst wird. Nachdem die 0,4 mm dicke Hartstoffschicht auf der Zylinderlauffläche aufgeschweißt worden ist, erfolgt im nächsten Schritt die spanende Bearbeitung dieser mit geometrisch bestimmter Schneide. In Abhängigkeit vom Chromanteil der Hartstoffschicht stellt diese Bearbeitung höchste Ansprüche an Maschine und Werkzeug. Dieser Herausforderung stellt sich GROB mit umfangreichen Versuchsreihen und ersten Kundenapplikationen.

Um auch zukünftig derartigen Zerspanungsaufgaben gewachsen zu sein, werden die G-Module hinsichtlich ihrer Steifigkeit und Dämpfung kontinuierlich weiterentwickelt und die Kapazitäten zur statischen und dynamischen Steifigkeitsmessung und der anschließenden Simulation am Rechner deutlich ausgebaut.

Ein wesentlicher Kostenfaktor in der Großserienfertigung der Automobilindustrie liegt in der Verkürzung der Nebenzeiten. Hier setzen die GROB-Techniker mit kontinuierlichen Verbesserungen an, um die Nebenzeiten beim Werkzeugwechsel und der Werkzeugbereitstellung zu verkürzen. Stellhebel sind hier Ablaufoptimierungen, die Erhöhung der Dynamik der beteiligten Achsen und die Potenziale neuer Steuerungsgenerationen. Auch im Bereich der Beladung der Maschinen konnte GROB die Dynamik verbessern. So wurde in das neue GROB-Linearportal ein innovativer Linearmotor integriert, der die beiden Laufwagen mit 7,5 m/s2 auf 450 m/min beschleunigt. Bemerkenswert: In der Eisenreaktionsschiene des Sekundärteils ist kein Magnetmaterial verbaut. Da die Spulen als auch die Magnete im Primärteil platziert sind, eignet sich der Linearmotor für offene und ungekapselte Antriebslösungen mit großen Verfahrwegen. Durch diesen Linearmotor gelang es, eine hochdynamische und verschleißfreie Antriebslösung im GROB-Linearportal zu realisieren.

 

Leistungsdemos auf dem GROB-Messestand und ihre Werkstücke

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