Mit CNC-Drehtisch zu fünfachsigem Schleifen

Transkript

1 k+k-pr GmbH, Peter und Wolfgang Klingauf Agentur für Presse und Öffentlichkeitsarbeit Tel.: +49 (0) 821 / ; Fax: +49 (0) 821 / info@kk-pr.de; Anwenderbeitrag pl Lehmann bei DAMA zum Einsatz von Lehmann- Drehtischen EA-520.L auf den Ultraschall-Schleifmaschinen DAMA USG (ca Zeichen plus Kastenmaterial) Kontakt: Wolfgang Klingauf, , wolfgang.klingauf@kk-pr.de Mit CNC-Drehtisch zu fünfachsigem Schleifen Dama setzt in der Ultraschall-Schleifmaschine USG 500 den Lehmann-Drehtisch EA-520 als vierte Achse ein 10 Dama Technologies hat sich auf den Bau von Maschinen spezialisiert, die in der Lage sind, Glas, Keramik und andere sprödharte Werkstoffe hochgenau zu bearbeiten. Ein Highlight im Programm ist die fünfachsige, ultraschallunterstütze Schleifmaschine USG 500, in der ein drehmomentstarker Lehmann-Drehtisch EA- 520.L als schwenkbarer Maschinentisch fungiert. Er trägt eine von Dama selbst gebaute, schnelldrehende Torque-Achse Die Dama Technologies AG im Schweizer Ort Lömmenschwil hat sich eine Nische erobert. Geschäftsführer Marcel Weber beschreibt die Besonderheit seines Unternehmens: Wir entwickeln und bauen fast ausschließlich Maschinen für die Bearbeitung von sprödharten Werkstoffen, so genannten Advanced Materials, zu denen Industriekeramik, Saphir, Glas sowie Composite Materials, also auch neue sehr schwer zerspanbare Materialien gehören. In diesem Umfeld haben wir uns hauptsächlich auf den Bereich Schleifen mit Ultraschallunterstützung konzentriert. Die Entwicklung eines modularen Schleifmaschinen-Systems ermöglicht Dama eine große Angebotsbreite. Je nach Kundenwunsch werden Maschinen zum Rund- und Flach- bis hin zum Konturenschleifen konfiguriert, von einachsig bis fünfachsig simultan. Unsere Spezialität liegt darin, dass wir der rotativen Schleifbewegung eine durch Ultraschall angeregte axiale Oszillation überlagern, erklärt Marcel Weber. Das heißt, die eigentliche Bearbeitung ist das Schleifen mit rotierenden Werkzeugen wie Schleifscheiben oder Schleifstifte. Gleichzeitig schwingt das Werkzeug in einem definierten Bereich. Dadurch reduzieren sich die AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 1 von 8

2 benötigten Bearbeitungskräfte bzw. Bearbeitungszeiten. Zudem lassen sich kleinere Werkzeuge einsetzen und feinere Strukturen erzeugen. Insbesondere bei der Hartbearbeitung eröffnet diese Technik viele neue Möglichkeiten. Ultraschall erzeugt definierte Werkzeugschwingung Die Basistechnik, um den Ultraschall in einer Werkzeugmaschine zu nutzen, hat die 2001 gegründete Dama Technologies AG vom Vorgängerunternehmen Dama (Darmstädter Maschinenbau) Optikmaschinen übernommen und kontinuierlich weiterentwickelt. Heute erzeugt ein Ultraschallgenerator Schwingungen in einem Frequenzbereich zwischen 20 und 45 khz. Die elektrische Energie wird in einem Wandler in mechanische Bewegungen umgesetzt, die dann aufs Werkzeug übertragen werden. Eine nicht ganz einfache Prozesskette, erwähnt Marcel Weber. Wobei unsere neuen Systeme, bei denen die Energieübertragung induktiv, also kontaktlos erfolgt, sehr störungs- und wartungsarm funktionieren. Dieses Ultraschallsystem ist ein Kernelement des Dama- Schleifmaschinen-Baukastens, der zahlreiche weitere Standardelemente enthält. Die Basis für die hochpräzise Schleifbearbeitung legt ein stabiler, schwingungsarmer Gussständer. Üblicherweise verfügen die Maschinen über drei Linearachsen, die über Servomotoren mit vorgespannter Kugelumlaufspindel angetrieben werden. Sie sind außerhalb des Bearbeitungsraums angeordnet und somit gegen Schleifschlamm und Staub geschützt. Lineare Rollenführungen sorgen für eine ruhige, stabile Bewegung. 60 Je nach Applikation kann der Kunde aus verschiedenen Spindeln und Spannvorrichtungen, Werkzeughaltern und Werkzeugen (mit oder ohne Werkzeugwechsler) sein optimales System zusammenstellen. Zum Arbeiten mit Mikroschleifstiften bietet eine optionale Innenspülung mit Druckkontrolle einen guten Support. Ein Kraftmesssystem mit automatischer Vorschubanpassung unterstützt bei der Prozessoptimierung und garantiert eine hohe Wiederholgenauigkeit. Highlight im Dama-Programm: die fünfachsige USG 500 AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 2 von 8

3 Die drei Linearachsen der USG lassen sich durch Rundachsen ergänzen. So kann zum Beispiel eine B-Achse installiert werden, um den Kopf zu schwenken und vierachsige Bearbeitungen durchzuführen. Auch für fünfachsige Bearbeitung, die immer stärker nachgefragt wird, hat Dama ein Lösung parat: die Ultraschall- Schleifmaschine USG 500. Für diese Version haben die Dama-Entwickler einen Standard- Drehtisch EA-520.L des Schweizer Herstellers pl LEHMANN, Bärau, in die Maschine integriert (Technische Daten: Spindellast max.: 400kg und 800kg mit Abstützung / Haltemoment Spindelklemmung: 2'000Nm / Kippmoment: 3'900Nm / Axialkraft: 100kN / Vorschubmoment max.: 440Nm / Max. Spindeldrehzahl: 50 1/min). Der CNC-Drehtisch ist an einem speziellen Support befestigt, der eine geometrisch präzise Ausrichtung ermöglicht. Er dient als vierte Achse, um das Bauteil zu schwenken. Wenn wir eine Indexierachse mit einem selbsthemmenden Antriebsmechanismus, also einem Getriebe, benötigen, arbeiten wir schon seit 2007 mit der Firma Lehmann zusammen, betont Marcel Weber. Aus Erfahrung wissen wir, dass bei diesen Achsen die Präzision über eine lange Lebensdauer hin stimmt. Mit den Produkten anderer Anbieter haben wir etwas weniger gute Erfahrungen gemacht. Bei der USG 500 sitzt auf dem Lehmann-Drehtisch eine weitere Drehachse, ein von Dama selbst gebauter Direktantrieb. Sie ist ebenfalls indexierbar und hochpräzise. Als Torque-Achse bietet sie eine höhere Drehzahl und geringeres Drehmoment als ein Getriebemotor, was den anvisierten Schleifbearbeitungen geschuldet ist. Präzision durch Komplettbearbeitung 100 Ein typisches Beispiel für eine fünfachsige ultraschallunterstützte Schleifbearbeitung stammt aus der optischen Industrie: ein sogenanntes Laser-Gyros (Laserkreisel), das aus einem quadratischen Block aus glaskeramischem Material besteht, der auf allen vier Seiten präzise Bohrungen enthält. Das Bauteil gehört zu Positioniersystemen, die in der Luft- und Raumfahrt, im Schiff- und Zugverkehr, aber auch in Bohranlagen verwendet werden, wo man AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 3 von 8

4 Positionierungen beziehungsweise Lageveränderungen mit sehr hoher Präzision erkennen muss Aber auch andere Branchen wie zum Beispiel die Uhrenindustrie oder Medizintechnik nutzen diese speziellen Fünfachs-Maschinen fürs Schleifen keramischer Werkstoffe. Selbst präzise Simultanbearbeitung ist möglich. Laut Marcel Weber ergänzen sich hierbei der Lehmann-Drehtisch und die Dama Torque-Achse ideal. Der EA-520 habe die richtige Größe und liefere das benötigte hohe Drehmoment, um die aufgesetzte Torque-Achse sicher und präzise zu schwenken. Auch die Haltekraft sei völlig ausreichend, denn beim Schleifen treten keine großen Bearbeitungskräfte auf.und das bei Lastwechseln problematische Umkehrspiel halte sich in so engen Grenzen, dass es die Präzisionsanforderung durch den Einsatz eines optischen Winkelmesssystems und entsprechender Regelung erfüllt. Wir garantieren heute eine Genauigkeit von +/- 5 Sekunden, wissen aber, dass die tatsächlichen Werte deutlich darunter liegen, ergänzt Marcel Weber. Spielfreies Getriebe für präzise Simultanbearbeitung 130 Sehr gespannt ist der Dama-Geschäftsführer allerdings auf die erst seit kurzem angebotene Edition 3 der Lehmann-Drehtische, die mit dem von Lehmann neuentwickelten PGD (preloaded gear drive) ausgestattet ist. Dieser Getriebedrehtisch wird in definiert vorgespanntem Zustand ausgeliefert und ermöglicht die Simultanbearbeitung auch ohne Direktmesssystem. Bei der nächsten Gelegenheit wird Dama die Drehtische mit PGD einsetzen. Das wird nicht allzu lange auf sich warten lassen, denn in der Regel werden von der USG 500 etwa fünf Stück pro Jahr gebaut. Der Umgang mit der fünfachsigen Ultraschall-Schleifmaschine ist einfach. Dafür sorgt eine CNC-Steuerung aus dem Hause B&R Automation. Marcel Weber erklärt: Dieses österreichische Unternehmen kommt zwar eher aus dem SPS-Segment, bietet aber eine CNC mit großer Offenheit an. So können wir für eine Arbeitsumgebung sorgen, die einfache und übersichtliche Dialoge für Bohren, Ausbohren, Trennschleifen, Flach- oder Linsenschleifen enthält. Das vereinfacht das Einrichten und Programmieren, so dass auch Mitarbeiter ohne spezielle CNC-Kenntnisse die Maschine AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 4 von 8

5 140 bedienen können. Kombiniert mit einer CAM-Lösung lassen sich auch komplizierte 3D-Geometrien schleifen. KASTEN 1 Spezial-Schleifmaschinen von DAMA 150 Dama Technologies ist ein Ostschweizer Unternehmen mit rund 30 Mitarbeitern, das sich mit der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von Maschinen und Geräten im Bereich der Feinwerktechnik sowie der optischen und keramischen Industrie beschäftigt. Kerngeschäft sind ultraschallunterstützte Schleifmaschinen für die Bearbeitung von hartspröden Werkstoffen. Die Dama Technologies AG und wesentliche Bestandteile des Know-hows gehen auf die in der 50er Jahren gegründete Firma dama (Darmstädter Maschinenbau) Optikmaschinen zurück, die in den 90er Jahren in die Schweiz verkauft wurde. Derzeit befinden sich rund installierte Maschinen der Marken Dama und Meteor im Markt. KASTEN 2 Edition 3 der Lehmann-Drehtischtechnik mit PGD Der Drehtisch-Hersteller pl Lehmann hat seine CNC-Drehtische der Baureihe 500 weiter verbessert. Seit Januar 2015 bietet das Schweizer Unternehmen seine neue edition 3 an, die sich besonders durch das vorgespannte und spielfreie Getriebe PGD (preloaded gear drive) auszeichnet. Dessen Vorteile sind vielfältig: Das in definiert vorgespanntem Zustand ausgelieferte PGD ermöglicht eine echte Simultanbearbeitung auch ohne Direktmesssystem. Außerdem kann bei kleineren Bearbeitungen bis zu einem Drittel des zulässigen Vorschub-Drehmomentes dank vorgespanntem Getriebe ungeklemmt bearbeitet werden. Ein weiterer Pluspunkt: Das Getriebe ist weitgehend verschleißfrei, was ein umfangreicher Langzeittest mit dem Drehtisch EA-510 mit Standardlast und Antriebsdaten gemäß Katalog bestätigte. Nach über 6,6 Mio. 90 -Taktungen in einer Betriebszeit von 6800 Stunden AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 5 von 8

6 wurde kein wesentlicher Verschleiß festgestellt. Die Vorspannung ließ lediglich um 3% je 1 Mio. Taktungen nach. 180 Aufgrund dieser Ergebnisse und zusätzlichen Sicherheiten darf vom PGD Betriebsstunden im Dauerlauf (Simultanbetrieb bei ED 100%) bzw Betriebsstunden im Positionierbetrieb (ED 20% nach Katalog) bzw. 20 Mio. 90 -Positionierungen ohne Getriebespiel nachstellen zu müssen, erwartet werden (gültig mit Standardlast gemäß Katalog, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch; der zuerst erreichte Grenzwert zählt). Kontakte: Peter Lehmann AG Bäraustrasse 43 CH-3552 Bärau Tel. +41 (0) Fax +41 (0) pls@plehmann.com Dama Technologies ag Romanshornerstraße CH-9308 Lömmenschwil Tel Fax info@dama.ch Bildmaterial: 210 B01_Lehmann_DAMA_4191 Überzeugt durch Präzision und Langzeitqualität: der Lehmann Drehtisch EA-520, der in dieser Dama USG 500 als einseitig eingespannte vierte Achse eingesetzt ist. Er trägt als fünfte Achse einen von Dama selbst gebauten Torque-Antrieb. Bilder: Dama / Lehmann AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 6 von 8

7 B02_Lehmann_DAMA_2659 B02_Lehmann_DAMA_2665 Der Lehmann-Drehtisch bietet hohe geometrische Präzision in Form sehr guter Rund- und Planlaufeigenschaften. 220 B03_Lehmann_DAMA_2635 Keine USG 500 ist exakt wie die andere. In diese Maschine hat Dama den Lehmann Drehtisch EA-520 mit einem Gegenlager abgestützt. B04_Lehmann_DAMA_4400 B04_Lehmann_DAMA_5404 Ein typisches Bearbeitungsbeispiel für die USG 500 sind solche Elemente eines Laser-Gyros (Laserkreisel). 230 B05_Lehmann_DAMA_6023 Dieser auf einer USG 500 bearbeitete Resonator wird ähnlich wie der Laser-Gyros auch für Positionier- und Lageerkennungssysteme benötigt. Hier sind Rundlaufgenauigkeiten vom Innen- zum Außendurchmesser von zirka 2 µm einzuhalten. AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 7 von 8

8 B06_Lehmann_DAMA_USG500 Ideal für die fünfachsige Bearbeitung sprödharter Materialien: die Dama Ultraschall-Schleifmaschine USG Weitere Informationen zum Unternehmen, Technik und Produkten erhalten Sie direkt bei der Peter Lehmann AG. Bei Fragen zu Text und Bildern wenden Sie sich bitte an die k+k-pr GmbH. Über eine Veröffentlichung würden wir uns freuen. Abdruck kostenfrei. Beleg erbeten an: k+k-pr GmbH Peter Lehmann AG Peter und Wolfgang Klingauf Hansruedi Lehmann Von-Rad-Str. 5 f Bäraustrasse D Augsburg CH-3552 Bärau Tel.: +49 (0)8 21 / Tel.: +41 (0) Fax.: +49 (0)8 21 / Fax: +41 (0) info@kk-pr.de hr.lehmann@plehmann.com AB_Lehmann_DAMA.doc Seite 8 von 8