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Blum-Novotest/ Myonic Messen unter Spannung: effizientere Fertigungsabläufe beim Präzisionshartdrehen

| Redakteur: Alexander Stark

Im Geschäftsfeld Werkzeugmaschinenlager von Myonic in Leutkirch zählt das Präzisionshartdrehen zu den wichtigsten Fertigungsschritten. Gedreht wird direkt auf Endmaß mit einstelligen μ-Toleranzen. Mit einer Messtaster-Lösung von Blum-Novotest werden wichtige Werkstückmaße jetzt direkt in der Maschinenaufspannung gemessen.

Hohe Drehzahlen, kleine Abmessungen: Die Dentaltechnik ist die Keimzelle von Myonic.
Hohe Drehzahlen, kleine Abmessungen: Die Dentaltechnik ist die Keimzelle von Myonic.
(Bild: Myonic)
  • Weltmarktführer bei Dentalkomponenten setzt auf Messtaster-Lösung von Blum-Novotest
  • Messung von allen wichtigen geometrischen Merkmalen von Hochpräzisions-Rollenlagern
  • Das Messen direkt in der Aufspannung bringt signifikante Verbesserungen der Fertigungsabläufe

„Man könnte scherzhaft sagen, Myonic-Produkte haben fast alle von uns schon im Mund gehabt, wir wissen es nur nicht“, stellt Christoph Sauter fest. Was der Fertigungsleiter damit andeutet: Myonic ist ein Branchenriese im Bereich Dentalkomponenten. Hierzu zählen hochpräzise Miniaturkugellager, die auch bei Vibrationen, Zahnstaub und Speichelspritzern zuverlässig funktionieren müssen. Im Dentalbereich ist das Unternehmen schon seit vielen Jahren Weltmarktführer. Neben weiteren Geschäftsfeldern, die ebenfalls viel mit Erfahrung auf den Gebieten Präzisionsbearbeitung, Tribologie und Werkstoff-Know-how zu tun haben, werden bei dem in Leutkirch im Allgäu beheimateten Unternehmen seit einigen Jahren auch Werkzeugmaschinenlager hergestellt. Heute sind diese Aktivitäten in einer exakt klimatisierten Halle an einem zweiten Standort in Leutkirch zusammengefasst, wo sich mitten im Produktionsgeschehen auch der Arbeitsplatz von Christoph Sauter befindet. Als Fertigungsleiter ist er für die Herstellung dieser Präzisionslager verantwortlich. „Die Hochpräzisionsrollenlager werden zum Beispiel für Rund- oder Schwenktische, Fräsköpfe oder Schwenkspindeln in Werkzeugmaschinen eingesetzt“, erklärt Christoph Sauter. Diese zweiseitig wirkenden, anschraubbaren und einbaufertigen Präzisionslagereinheiten bilden bei Myonic die Axry-Lagerfamilie.

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Direkt auf Endmaß ohne Nachbearbeitung

„Unsere Axial-Radiallager bestehen aus drei Ringen: Innenring, Außenring und Axialscheibe“, beschreibt Christoph Sauter deren grundsätzlichen Aufbau. Hinzu kommen die Zylinderrollen, Axial- und Radialkäfig, Schmiermittel sowie die Halteschrauben, die das montierte Lager zusammenhalten. Die Ringe bestehen aus dem bei Lagerringen und Wälzkörpern bewährten Chromstahl und werden bei Myonic ausschließlich auf Drehzentren hart bearbeitet.

Der Hartdrehprozess läuft in zwei Schritten auf unterschiedlichen Maschinen ab: Schruppen und Schlichten. Das Feinschlichten auf Endmaß mit einstelliger μ-Toleranz findet dann in einer Aufspannung und ohne weitere Nachbearbeitung größenabhängig auf einer Horizontal- oder Vertikaldrehmaschine statt. Zerspant wird nass (Kühlschmierstoff), gespannt werden die Werkstücke auf speziellen Magnetspannfuttern. Diese sehr steifen Maschinen mit extrem hoher Wiederholgenauigkeit stammen alle von dem niederländischen Präzisionsspezialisten Hembrug und verfügen über Details wie hydrostatische Hauptspindel, Granit-Maschinenbett und präzise Temperaturregelung. An dieser Stelle kommt auch Blum-Novotest ins Spiel.

„Wir messen heute wichtige Maße, die in Z-Richtung liegen, gleich in der Aufspannung, also direkt auf der Maschine“, erläutert Martin Haug, der als Bereichsleiter Fertigung auch die Drehbearbeitung verantwortet. Eine Neuerung, die heute signifikant zur Verbesserung der Fertigungsabläufe beiträgt. Diese hochgenaue Aufgabe übernimmt der berührende Taster TC52 von Blum-Novotest, der die Messwerte an einen Infrarotempfänger im Maschinenraum überträgt. Der TC52 wird auf den Hembrug-Horizontal-Hartdrehmaschinen über den Werkzeugrevolver in Position gebracht.

Wunsch nach noch höherer Präzision

Doch der Reihe nach. „Die Messungen, die Blum uns heute in Z-Richtung abnimmt, haben wir vorher manuell außerhalb von der Maschine gemacht. Gemessen werden bei Myonic alle wichtigen geometrischen Merkmale bei jedem Lager.“ Das sind Stufen, Breite des Außenrings, Innen- und Außendurchmesser, ebenso alle Anschlussmaße wie zum Beispiel die Bohrung, also die Stelle, wo der Kunde das Lager auf seine Welle schiebt. Alles dies ist in einer Dokumentation zusammengefasst, die der Kunde zusammen mit dem Lager erhält. „Neben der generellen Verbesserung unseres Fertigungsprozesses hatten wir uns durch die Taster-Lösung auch eine noch höhere Genauigkeit beim Messen versprochen“, betont Martin Haug. Ebenso wichtig: Die Messwerte sollten schon während der Aufspannung zur Verfügung stehen. „Denn wir müssen unseren Prozess stabil halten und möglichst zeitnah wissen, ob zum Beispiel nachgestellt werden muss.“ Daher wurde Kontakt mit Blum-Novotest aufgenommen. Deren Kompetenz auf diesem Gebiet war im Hause unter anderem durch Messebesuche und Empfehlungen von Branchen-Kollegen zwar bekannt, dennoch wurden – auch in den anderen Geschäftsbereichen – noch keine Blum-Lösungen in Leutkirch eingesetzt. Deshalb war dies ein Pilotprojekt, auch die Zusammenarbeit mit Blum-Novotest betreffend.

Gestartet wurde dann mit einem eintägigen Workshop am Hauptsitz von Blum-Novotest im nicht weit entfernten Grünkraut bei Ravensburg. „Danach wussten wir, was alles möglich ist, worauf es bei den Tastern ankommt und welche Genauigkeiten erreichbar sind. Und wie sich zum Beispiel die Mess- und Kalibrierzyklen mit dem Softwaretool Quickstart recht unkompliziert generieren und steuerungsseitig implementieren lassen“, blickt Christoph Sauter zurück. Ausgestattet mit diesem Wissen wurde dann eine horizontal arbeitende Schrägbettmaschine als Pilotprojekt ausgewählt und die In-Prozess-Messlösung implementiert. Mit involviert war auch Erhard Strobel aus dem Technischen Vertrieb von Blum-Novotest, der regelmäßig in Leutkirch vorbei schaute und das Projekt intensiv begleitete.

Vorteile bis hin zum Montageprozess

Der Erfolg konnte sich sehen lassen. Erste Tests zeigten schnell, dass die anfängliche Skepsis unbegründet war und das hochgenaue Werkstück-Messen die Erwartungen aller Beteiligten erfüllt und zum Teil übertroffen hatte. Denn jetzt konnten die Stufen sowie die Breite des Außenrings direkt in der Aufspannung teilautomatisiert gemessen werden. „Das sind für uns extrem wichtige Maße“, unterstreicht Christoph Sauter und zeigt zur Verdeutlichung auf ein Axry-Lager. „Wir haben hier drei Laufbahnen, einmal radial und zweimal axial. Wenn man sich die Laufbahn als Hohlraum vorstellt, wollen wir wissen, wie groß dieser ist.“ Denn dessen Größe wird über die Stufen definiert. So weiß der Mitarbeiter bei der Montage des Lagers, welches Abmaß und welcher Zylinderrollen-Durchmesser zueinander passen, um die richtige Vorspannung zu erhalten.

Gegenüber dem manuellen Messen führte der Wechsel zur In-Prozess-Lösung also zu genaueren Messergebnissen. Die dahinterstehende Logik: Das zuvor eingesetzte Höhenmessgerät hat eine höhere Toleranz als der TC52-Messtaster in der Maschine, dessen Schaltpunktgenauigkeit Blum mit 0,3 μm in den Antastrichtungen X, Y, Z angibt. Erhard Strobel von Blum-Novotest: „Da bei dieser Anwendung der Taster nur in Z-Richtung bewegt wird, haben wir hier sogar eine Schaltpunktgenauigkeit von etwa 0,1 μm und liegen somit noch viel höher als die Gesamtgenauigkeit. „Hinzu kommt zwar noch die Toleranz der Maschine, die aber aufgrund der hohen Präzision von Maschine und Magnetspanntisch sehr gering ist.“ Ein großer Vorteil besteht im Handling der Messobjekte. Denn die Axry-Lager gibt es in der Baugröße 50 mm, die nur wenige Kilogramm wiegen, bis hin zu 650 mm Bohrungsdurchmesser, die knapp 200 kg auf die Waage bringen. „Man kann sich vorstellen, dass bei diesem Gewicht der Handling-Aufwand beim manuellen Messen enorm ist. Je größer die Teile, desto größer ist für uns der Vorteil der In-Prozess-Messung.“ Nach diesem erfolgreichen Start wurden bei Myonic dann auch die anderen Hembrug-Drehmaschinen mit den TC52-Tastern ausgerüstet.

„Wir sind nochmals genauer geworden und erfassen jetzt mehr Messpunkte in kürzerer Zeit“, fasst Fertigungsleiter Christoph Sauter das Projektergebnis zusammen. „Das gibt uns im Montageprozess bei der Verpaarung eine deutlich höhere Sicherheit.“ Ein nicht zu unterschätzender Vorteil ist auch die Entlastung der Mitarbeiter, die nun mehr Zeit für andere Arbeiten haben. Auch wenn sich der Prozess in der Maschine verlängert hat, „sind durch den Einsatz der Messtaster die Gesamtdurchlaufzeiten gesunken.“ Geplant ist deshalb, so Christoph Sauter, „dass wir mit Blum künftig auch die Durchmesser direkt auf der Maschine messen.“

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