Das hin und her ausmerzen

Innovation und Kundennutzen, die Maximen des Formenbaus Hofmann in Lichtenfels haben den guten Ruf der Firma begründet. Messen in der Aufspannung auf der Werkzeugmaschine gehört seit nunmehr 7 Jahren schon zum Alltag dort. Mit Messtastern und Software von m&h hat Hofmann seine Qualität und Produktions- sicherheit gesteigert sowie den Fertigungsdurchlauf beschleunigt.

“Wir wollten das Hin und Her in der Werkstatt ausmerzen,” begründet Günter Hofmann, Geschäftsführer des bekannten Formenbaus im fränkischen Lichtenfels seine damalige Kaufentscheidung für die Messtaster und die Software 3D Form Inspect von m&h. Seitdem werden bei Hofmann die Werkstücke direkt in der Maschine gemessen. “Manchmal haben wir so große Teile, die gar nicht auf die Messmaschine passen”, schiebt er einen weiteren Grund nach.

Seinerzeit war es auch bei Hofmann noch üblich, die Werkstücke auf einer Messmaschine zu messen. Das aber bedeutete Werkstücke abzuspannen, zu messen und im Zweifelsfall wieder neu zu rüsten, mit allen möglichen Fehlerquellen dazwischen und mit wertvollem Zeitverlust. Damals hatte Hofmann noch weniger Messmaschinen als heute. Dies war also auch ein Engpass. “Dann stehen 3 Mann rum und warten auf das Ergebnis” schildert Günter Hofmann die damalige Situation, die für viele Betriebe auch heute noch durchaus typisch ist. Bereits im Jahr 2002 ist man auf die Möglichkeit des Messens in der Maschine mit Messtastern und Software des deutschen Herstellers m&h aufmerksam geworden und hat zunächst eine Maschine damit ausgerüstet. Schon damals hieß das Motto des Unternehmens: “Innovation aus Tradition.” Die Vergleiche mit den Messergebnissen der Messmaschinen erbrachten keinerlei größere Abweichungen. Weil die Ergebnisse sehr befriedigend waren, sind zwischenzeitlich etliche Maschinen der Marken DMG, Hermle und Matsuura mit dem gleichen System ausgerüstet.

Wir sind mit dem Erreichten rundum zufrieden. Unsere Ziele wurden bisher immer erreicht. Das Messen auf der Maschine gehört heute dazu und ist eminent wichtig, In der Nähe der Maschinen stehen Computer in der Werkstatt, die mit den jeweils zu betreuenden Maschinen verbunden sind. Dort bestimmen die Maschinenbediener per einfachem Mausklick auf einer Flächendarstellung des Werkstückes die Punkte, die sie messen wollen und wählen die zugehörige Messfunktion, wie Winkel, Radius, Abstand o. ä. Die Software 3D Form Inspect von m&h schreibt automatisch im Hintergrund das Verfahrprogramm für den Messtaster der Maschine. Gleichzeitig erfolgt im Hintergrund eine Kollisionsbetrachtung mit den Werkstückkonturen.

Automatisch wird dem jeweiligen Messprogramm ein kurzes Kalibrierprogramm für den Messtaster vorgeschaltet. Der Bediener transferiert das Programm an die Maschine und ruft es dort auf, wie jedes normale Arbeitsprogramm. Die Maschine wechselt den m&h-Messtaster ein und arbeitet das Programm ab. Durch das vorgeschaltete, kurze Kalibrierprogramm werden gleichzeitig die aktuellen thermischen und kinematischen Veränderungen der Maschine gegenüber ihrem Sollzustand ermittelt. Bei den Messwerten werden dann die aktuellen Abweichungen in jeder Achse automatisch berücksichtigt, was zu absolut verlässlichen Ergebnissen führt. Diese werden sofort in der Bildschirmdarstellung am Computer sichtbar gemacht und farbig dargestellt. Außerdem können sie jederzeit als Protokoll ausgedruckt werden. Dreidimensionale Konturen und Freiformflächen werden bei Hofmann grundsätzlich mit m&h noch in der Aufspannung in der Maschine gemessen, auch auf den 5-achsigen Bearbeitungszentren. Das für m&h patentierte Kalibrierverfahren sorgt bei diesen Messungen für eine automatische Schwenkfehlerkompensation in der 4. und 5. Achse. Insbesondere bei den vielen 2-Komponenten- Formen kommt es auf Gleichheit, Passgenauigkeit und Formtreue der verschiedenen Einsätze sowie der Form an. Werner Mäusbacher, Gruppenleiter Fräsen bei Hofmann, sagt: “Unser Ziel ist es, nicht zu tuschieren, weil die maschinell gefertigte Qualität viel besser ist.” Das ist in diesen engen Toleranzen nur durch Messen in der Maschine realisierbar. Dies umso mehr, weil solche Formen bei Hofmann schon mal Gewichte bis zu 40 t erreichen können. Die Bediener führen immer wieder auch Zwischenmessungen durch, vor allem bei Teilen, die einige Tage auf der Maschine sind. Tuschierzugaben gehören im Hause Hofmann der Vergangenheit an. Selbst Formtrennebenen, für die oft Toleranzen von nur +/- 1 Hundertstel gefordert sind, werden auf Nullmaß fertig bearbeitet. “Gute Trennungen, die lange halten, erreicht man fast nur mit Fertigfräsen. Sie geben Kundennutzen auf lange Sicht”, betont Günter Hofmann seine Firmenphilosophie.

Obwohl zum Teil auf DMU-Maschinen mit speziellem Genauigkeitspaket gearbeitet wird, kann man bei engen Toleranzen leichte Veränderungen der Genauigkeiten feststellen. “Schon Schwankungen in der Kühlmitteltemperatur können im Hundertstelbereich spürbar sein”, sagt Günter Hofmann. “Auch die Temperatur in der Halle macht schnell mal 1-2 Hundertstel aus.” Mit dem Messen mit m&h auf der Maschine kann man sofort reagieren und jederzeit sehr genau arbeiten. “Man kann sofort und in gleicher Aufspannung nacharbeiten, wenn es mal um 2 Hundertstel nicht passt”, bestätigt Werner Mäusbacher. “Effektiver geht es gar nicht.” Dementsprechend wichtig ist dem Gruppenleiter Fräsen, dass jeder Maschinenbediener jederzeit messen und seine Arbeit kontrollieren kann. Das verschafft den Mitarbeitern Sicherheit und die Möglichkeit der direkten Reaktion, sei es durch Wechsel zu Schwesterwerkzeugen, ändern der Frässtrategien oder ähnliches. Nach seiner Feststellung hebt das Messen auf der Maschine nicht nur die Qualität der Werkstücke, sondern auch die Qualität der Mitarbeiter. “Der Bediener will messen. Der Facharbeiter kann so Verantwortung übernehmen. Eine Tatsache, an der es bei vielen Betrieben mangelt. Manche scheinen wirklich ein Qualitätsdefizit zu haben” ergänzt Günter Hofmann. Und der Mann muss es wissen, arbeiten doch 240 Mitarbeiter dort. Zusammen mit dem angeschlossenen Modellbau ist man stolz auf 45 Auszubildende.

Die Facharbeiter bei Hofmann haben die Möglichkeit des Messens auf der Maschine sofort angenommen und längst ist es zum selbstverständlichen Werkzeug in der täglichen Arbeit geworden. Die einfache Bedienoberfläche und das unkomplizierte Handling von 3D Form Inspect haben die schnelle Akzeptanz erleichtert. “Es ist einfach zu handhaben und es funktioniert”, stellt Werner Mäusbacher fest. Was die Kaufentscheidung für m&h betrifft, betont Günter Hofmann: “Wir würden das sofort wieder tun. Jede neue Maschine wird so ausgerüstet. Im Vergleich zum Maschinenwert kostet der Messtaster und die Software fast nichts. Das muss man machen. ” In der Zwischenzeit nutzt Hofmann auch das Softwaremodul “Best Fit” von m&h. Damit wird anhand von beliebig festzulegenden Konturpunkten durch Antasten der Oberfläche die tatsächliche Lage des Werkstückes in der Maschine ermittelt. Dann wird an der Maschinensteuerungsseitig das Koordinatenkreuz des Bearbeitungsprogramms an die tatsächliche Lage des Werkstückes angepasst. Auf diese Weise verkürzt man nicht nur die unproduktive Rüstzeit, sondern erhält auch eine optimierte Aufmaß-Symetrie, was Ausschuss vermeiden hilft. Dieses Modul setzt Hofmann z.B. immer ein, wenn vorgefräste Formeinsätze nach dem Härten endbearbeitet werden sollen. Das hält die Rüstzeiten kurz und berücksichtigt Härteverzüge schon vor der Bearbeitung. Auch einige Tochterunternehmen der Hofmann-Gruppe haben die Technologie von m&h zwischenzeitlich erfolgreich übernommen. “Wir sind mit dem Erreichten rundum zufrieden. Unsere Ziele wurden bisher immer erreicht. Das Messen auf der Maschine gehört heute dazu und ist eminent wichtig”, sagt Günter Hofmann abschließend. Dem ist nichts hinzuzufügen.