App-unterstütztes Werkzeugeinstellsystem zur Fertigung von Hochpräzisionsbauteilen

In der Zerspanung von Präzisionsbauteilen, unter anderem für Anwendungen in den Bereichen Automotive, Maschinenbau, Medizintechnik oder Aerospace kommen für die verschiedenen Bearbeitungsaufgaben komplexe Zerspanungswerkzeuge zum Einsatz. Mit diesen Werkzeugen lassen sich Fertigungstoleranzen im µ-Bereich (1-tausendstel Millimeter) oder Sub-µ-Bereich fertigen. Diese Genauigkeiten werden benötigt, um höchsten Anforderungen an Maßhaltigkeit und Oberflächengüte der gefertigten Funktionsbauteile zu entsprechen. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, müssen Maschine, Bearbeitungsprozess, Werkzeug und Material unmittelbar aufeinander abgestimmt sein.

Eine besondere Bedeutung kommt hier der Feineinstellung der Werkzeugschneide bei Bearbeitung zu. Diese wird konventionell mittels Feinmechanik im Inneren des Werkzeuges und einer Skalenscheiben für die Zustellung der Werkzeugschneide im µ-Bereich realisiert. Die Schneide wird manuell am Werkzeug durch den Fertigungsmitarbeiter eingestellt. Die Einstellung auf den gewünschten Durchmesser (Zustellmaß im Zerspanprozess) erfolgt im Fertigungsraum des Bearbeitungszentrums. Diese Einstellung direkt im Bearbeitungsraum der Maschine kann für den Fertigungsmitarbeiter mitunter recht schwierig sein, aufgrund zum Teil ungünstiger Platzbedingungen und schlechter Lichtverhältnisse und damit schwieriges Erkennen der Skalenscheibe und des tatsächlich eingestellten Wertes.

Quelle: © Mittelstand-Digital Zentrum Ilmenau

Die Lösung: eine App zur Werkzeugfeineinstellung

Die Modellfabrik Prozessdaten des Mittelstand-Digital Zentrums Ilmenau hat daher eine Demonstrator-Lösung erarbeitet, wie mittels Applikation auf einem Mobile Device und einer entsprechenden Bluetooth-Schnittstelle direkt die bisher manuell abgelesenen Einstellwerte der Zerspanungsschneide nun digital ermittelt werden können. Hierzu ist durch den Fertigungsmitarbeiter ein mobiler Dongle an das Werkzeug per Drag-and-Drop anzuschließen und mit der speziell hierfür realisierten App „Messdaten Visualisierung“ der Modellfabrik Prozessdaten mittels Bluetooth-Schnittstelle an ein Mobile-Device zu koppeln. Nun können in Echtzeit die am Werkzeug eingestellten Parameter in der App abgelesen und somit wesentlich einfacher entsprechende Einstellungen am Werkzeug vorgenommen werden.

Des Weiteren unterstützt die App den Fertigungsmitarbeiter beim Einstellen des gewünschten Zustellwertes durch die Möglichkeit der Festlegung entsprechender Ziel- und Grenzparameter. Die App ermöglicht hierbei eine theoretische Auflösung im Sub-Mikrometerbereich, welche bedingt durch die verwendete Elektronik im Bereich von bis zu 16 Nanometern liegt.

Durch diese Lösung ist es nun Fertigungsmitarbeitern möglich zügig und auch bedienerfreundlich, da ergonomisch leicht zugänglich, hochpräzise Einstellungen am Zerspanungswerkzeug direkt im Bearbeitungsraum vorzunehmen. Hierdurch kann die Fertigungseffizienz gesteigert und Ausschuss im Bearbeitungsprozess minimiert werden.

Ansprechpartner:
Benjamin Hofmann
Modellfabrik Prozessdaten
Telefon: 03683/6900-16
E-Mail: hofmann@kompetenzzentrum-ilmenau.de