Neuentwicklung aus dem Hause Hardinge / Kellenberger: Z2-Achse für automatischen Längenausgleich bei automatisierter Teilezufuhr

Der zum Hardinge Konzern gehörige Schleifspezialist Kellenberger hat für einen Werkzeughersteller eine bahnbrechende Neuerung entwickelt, die die Automatisierung beim Schleifen von Werkstücken unterschiedlicher Länge wesentlich erleichtert.

Lange schon sind Anwender nicht mehr nur an einem Maschinenkauf interessiert, sondern an Bearbeitungslösungen. Der Maschinenbauer übernimmt damit Verantwortung für den Gesamtprozess mit allen vor- oder nachgelagerten Operationen. Die stetig fortschreitende Automatisierung in Produktionsprozessen fordert auch die Flexibilität von Werkzeugmaschinen heraus.

Im Hardinge-Kompetenzzentrum im schweizerischen Studen liegt der Fokus auf dem kundenspezifischen Systemgeschäft. Dort werden hochintegrierte Anlagen für das Rundschleifen in Großserie bei Bedarf mit automatischer Beschickung, Messeinrichtungen und weiteren Zusatzoperationen ausgerüstet. Jedes Jahr werden Turnkey-Lösungen unterschiedlichster Ausprägung ausgeliefert, darunter an Automobilhersteller und Zulieferer.

Am Kellenberger Produktionsstandort in St. Gallen werden darüber hinaus in der Abteilung „Kundenspezifische Sonderkonstruktionen“ Lösungen entwickelt, die eine besondere Herausforderung darstellen und am Markt bisher nicht verfügbar sind.

Ein namhafter Werkzeughersteller suchte eine Lösung für die automatisierte Schleifbearbeitung von Werkstücken wie Bohrer und Werkzeugaufnahmen. Die Herausforderung bei der Bearbeitung ist, dass die Teile unterschiedliche Längen haben. Das bedeutet, dass für den nötigen Längenausgleich beim Schleifen die Spannkraft manuell verändert werden muss. An eine automatisierte Bearbeitung ist hier nicht zu denken.

Die Konstrukteure in St. Gallen nahmen sich dieser Aufgabe kompetent an und unterschieden sich damit von den Wettbewerbern. Sie entwickelten eine Positionierachse (Z2-Achse), die während der vollautomatischen Beschickung durch einen Roboter oder Portallader für einen automatischen Längenausgleich sorgt.

Die neu entwickelte Z2-Achse für den automatischen Längenausgleich

Die Z2-Achse ist auf der Z-Achse montiert und verfährt dort. Die automatische Nullpunktverschiebung erfolgt über Längstaster (KEL-Pos). Ein Abrichten ist an der Z2-Achse nicht möglich. Die Abrichter werden an der Z-Achse montiert.

Bearbeitet werden können Werkstücke mit Durchmesser bis 250 mm und Längenausgleich von 50 mm bis 300 mm. Es können auch Unrundteile geschliffen werden. Diese werden vollautomatisch ausgemittelt.

Wichtige technische Daten:

Hub 250 mm

Spitzenhöhe min. 250 mm

Axialkraft max. 1200 N

Belastbarkeit beim Fliegendschleifen 100 Nm (max. 80 kg)

Positioniergeschwindigkeit 10 m/min

Belastbarkeit zwischen den Spitzen max. 150 kg

Beim Einsatz eines optional verfügbarer Synchronreitstock ist aufgrund der Reibmitnahme kein Spannfutter nötig. Eine In-Process-Messsteuerung deckt einen Durchmesserbereich von 25 mm ab. Ein manuelles Umrüsten entfällt damit ebenfalls.

Z2-Achse Applikationsbeispiel im Aufbau

Die Z2-Achse wurde für die Universal-Innen- und Außenrundschleifmaschinen der Baureihen K100 und K1000 mit Fanuc-Steuerung entwickelt. Die naheliegende Frage, ob die Z2-Achse bei diesen Maschinentypen auch nachrüstbar ist, verneint Kellenberger Konstrukteur Patrick Gähler. „Ein Nachrüsten ist nicht möglich, weil die Funktion der Z2-Achse bereits im Vorfeld in der Maschine konstruktiv angelegt sein muss.“  Im Showroom bei Kellenberger in St. Gallen wird für interessierte Kunden ab Juni eine K100 mit Z2-Achse zu sehen sein, auf der auch Versuche gefahren werden können.