Intelligenter schleifen

Jahrhundertelang wurden Maschinen allein von Menschen bedient. Für die Bearbeitung von Werkstücken bedeutete dies: Ihre Qualität war immer nur so gut, wie es Stabilität und Zuverlässigkeit der Maschine sowie Erfahrung und Können des Bedieners zuließen.

Heutzutage lassen sich durch den Einsatz von CNC-gesteuerten Maschinen und einer mit moderner Mess- und Antriebstechnik kombinierten Software verbesserte Prozesse betreiben. Ihre Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit liegen in Qualitätsbereichen, die vor wenigen Jahren noch unvorstellbar waren. Das gilt zum Beispiel für die Herstellung von Stufen- und Profilwerkzeugen. Tannenbaum- und Bohrgewindefräser sowie Mikrowerkzeuge für den medizinischen Bereich können nur dank moderner Software auf Präzisionsschleifmaschinen hergestellt werden.

Bei der Herstellung von Leitschaufeln für Flugzeugturbinen vereinfacht und beschleunigt moderne Softwaretechnik ebenfalls den Fertigungsprozess. Diese Bauteile wurden früher unter hohem Zeitaufwand auf großen Karussellschleiftischen bearbeitet. Dabei brachte der Trend zu immer größeren Triebwerken die Notwendigkeit von Rundtischen mit Durchmessern bis zu zweieinhalb Metern mit sich. Entsprechend viel Raum benötigten die Schleifzentren in der Produktion.

Mittlerweile können sie dank der von Blohm entwickelten CNC-Technik und Software schnell, einfach und prozesssicher auf deutlich kleineren Fünf-Achs-Komplettbearbeitungszentren gefertigt werden. Der große Vorteil dabei: Auf die Grundfläche einer Karussellschleifmaschine passen vier CNC-Zentren. Das erhöht zudem die Flexibilität des Anwenders, der diese Maschinen mit unterschiedlich großen Teilen je nach Auftragslage gut auslasten kann.

Die Anwender verlangen Programme, mit denen sie komplexe Teile möglichst kostengünstig und schnell herstellen können. Gleichzeitig steigen die Genauigkeitsanforderungen an die Werkstücke. Reichten vor einigen Jahren noch 0,01 Millimeter, so sind inzwischen Genauigkeiten von unter 0,005 Millimetern die Regel. Um diese Präzision zu erreichen, müssen allerdings Anwendungssoftware, Hardware und Maschinensteuerung miteinander harmonieren. Das funktioniert nur, wenn der Softwareentwickler sein Arbeitsgebiet beherrscht und über fundierte Kenntnisse der Mathematik, Steuerungstechnik und Schleiftechnologie verfügt.

Entsprechend spezialisierte Mitarbeiter zu finden, ist eine Herausforderung. In der Abteilung „Product Engineering“ bei Studer werden Physiker, Mathematiker und Ingenieure, viele davon in der dualen Ausbildung und mit dem Ohr am Puls der Forschung in den Universitäten, beschäftigt. Sie entwickelten den Technologierechner StuderTechnology, der das gesamte Schleifwissen des Unternehmens in einer Datenbank speichert und die optimale Einstellung der Bearbeitungsparameter unabhängig vom Wissen des Bedieners bei jeder neuen Fertigungsaufgabe umgehend vorschlägt.

Die Schleifsoftware StuderGrind und alle weiteren Softwaremodule greifen bei der Programmierung eines neuen Schleifprozesses darauf zu. Die Vorteile sind deutlich verkürzte Umrüst- und Einrichtzeiten ohne Ausschuss, also optimale Fertigungsergebnisse von Beginn an. Ähnlich bei Walter: Dort steht die Software ToolStudio für die virtuelle Programmierung und Bearbeitung sowie eine umfassende Wissensdatenbank für das Werkzeugschleifen zur Verfügung. Bei solchen Softwareentwicklungen arbeiten die Unternehmen der Schleifring-Gruppe eng mit Steuerungsherstellern, Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie den Schwesterfirmen im Konzern zusammen. Das Ergebnis sind Programme wie die Einstellhilfe Heureeka von Mikrosa oder Ewag LaserSoft zur Steuerung von Laser und Maschine in der Ewag Laser Line. Blohm, Ewag und Jung bieten mit „Grips“ eine Programmierhilfe für das Profilieren von Schleifscheiben und entwickeln anwendungsspezifische Schleifprogramme für einzelne Werkstückfamilien. Allen Softwarelösungen der Schleifring-Gruppe gemein sind eine einfache, intuitive Bedienung und eine weitgehend vertraute, auf Windows basierende Benutzeroberfläche.

Mit diesen Softwarelösungen ist die Entwicklung noch längst nicht zu Ende. Die Bedeutung der Schleifsoftware wird zunehmen, denn sie wird künftig das wichtigste Unterscheidungsmerkmal im Wettbewerb sein. Dabei beschäftigen sich die Schleifring-Unternehmen bei der Weiterentwicklung ihrer Softwarelösungen mit ganz unterschiedlichen Ansätzen. Ewag arbeitet an einer weiteren Standardisierung der Software, Walter setzt den Schwerpunkt auf Profilwerkzeuge sowie das Nachschleifen und Studer arbeitet mit „Studer Training und Programming“ an einem Programm, das dem Kunden „Schleiftrockenübungen“ auf seinem Laptop ermöglicht. Blohm Jung führt aktuell erste Versuche zum automatischen Einmessen der Werkstücke über einen 3D-Scan durch, mit dessen Hilfe die Maschine anhand der CAD-Zeichnung das geeignete Schleifprogramm auswählt und das Werkstück aus der Zeichnung heraus schleift.

Eines ist allen Entwicklungen gemein: Je komplexer die im Hintergrund ablaufenden Vorgänge der Software werden, desto einfacher wird die Bedienbarkeit der Maschine.