Nacharbeit weg messen

Durch das Messen der Werkstücke auf der Maschine hat ACTech Fehlerquellen ausgemerzt und die Nacharbeit an eng tolerierten Teilen drastisch abgesenkt. Auf mittlerweile 12 Maschinen kommen Messtaster und Software von m&h zum Einsatz.

3D Form Inspect von m&h hat uns sehr viel weiter geholfen”, schildert der Teamleiter mechanische Bearbeitung bei der Firma ACTech, Jan Wasserfurth, gleich zu Beginn des Gespräches. Seit einigen Jahren ist das Messen der Werkstücke noch in ihrer Spannung auf der Werkzeugmaschine alltägliche Routine bei ACTech.

Der Name ACTech steht für Advanced Casting Technologies und der technisch sehr modern ausgestattete Betrieb im sächsischen Freiberg hat sich auf das Engineering und die Erstellung und Bearbeitung von Prototypen, vor allem für die Automobilindustrie, die Luftfahrt und den Maschinenbau spezialisiert. Eingesetzt werden moderne Technologien zur Erstellung metallischer Prototypteile, die weitgehend den späteren Produkteigenschaften entsprechen sollen. Dazu gehören das Lasersintern von Croning®-Formstoff und das direkte Formstoff-Fräsen als wesentliche Rapid Prototyping Formherstellungsverfahren. Von der Zeichnung über den Guss und die End- bearbeitung bis zum einbaufertigen Teil bietet die Firma die ganze Palette der Prototypenerstellung in Aluminium, Eisen, Stahl oder auch kunden- spezifischen Sonderlegierungen. Zwischenzeitlich arbeiten in dem erst 1994 gegründeten Betrieb mehr als 370 Mitarbeiter und weitere werden gesucht.

Die zerspanende Bearbeitung der metallischen Prototypen findet in einer eigenen Halle statt. Weil die Losgrößen in der Regel zwischen 1 und 10 Stück liegen und die Forderungen an die Genauigkeit solcher Teile ständig steigen, hat man sich schon frühzeitig mit dem Messen auf der Werkzeugmaschine befasst. Beginnend 1999 sind zwischenzeitlich 10 5-Achs-Bearbeitungs- zentren, ein 3-Achs-Bearbeitungszentrum und ein Dreh-Fräszentrum mit Messtastern von m&h ausgestattet.

Bei ACTech setzt man auch die Software 3D Form Inspect von m&h ein, die ein Werkstück anhand frei bestimmbarer Konturzüge und Geometrien mit den Sollvorgaben der CAD- Zeichnung vergleicht. Dazu werden an einem Computer in der Werkstatt die zu messenden Konturpunkte per Mausklick auf einer Flächendarstellung des Werkstücks bestimmt und mit einem weiteren Mausklick die vorgesehene Messfunktion aufgerufen.

Die zu messenden Punkte können auch bereits mit den Zeichnungsdaten übergeben werden. Jedem Messpunkt kann eine generelle oder individuelle Toleranz zugewiesen werden. In der Auswertung erfolgt dann automatisch ein Toleranzabgleich. Die Programmierung der Verfahrwege des Messtasters übernimmt die Software automatisch im Programmhintergrund. Weil die Konturen aller Messtaster von m&h und deren Kombinationsmöglichkeiten in 3D Form Inspect hinterlegt sind, führt die Software ebenso automatisch eine Kollisionskontrolle mit den Werkstückkonturen durch und lässt Messungen unter Kollisionsgefahr der gewählten Tasterkörper sowie etwaiger Verlängerungen und Tastkreuze mit dem Werkstück erst gar nicht zu. Das gibt dem Bediener Sicherheit über sein Tun und ermöglicht ihm auch jederzeit zwischen den Bearbeitungsschritten das Werkstück kurz zu kontrollieren und gegebenenfalls frühzeitig zu erkennen, wenn Maßabweichungen drohen.

Mit 3D Form Inspect haben wir die latenten Fehlerquellen ausgemerzt.“ “Gründe für solche Maßabweichungen bei der Zerspanung gibt es viele”, weiß Jan Wasserfurth aus lästiger Erfahrung. “Angefangen vom Werkzeugverschleiß über Bearbeitungsabweichungen bis hin zu Abdrängungen der Werkzeuge oder Wärmeeinflüsse schlägt sich alles in den bearbeiteten Konturen nieder.” Obwohl ACTech seine Maschinen mit sogenannten Genauigkeitspaketen ausgestattet hat, sind solche Einflüsse noch spürbar. Denn auch im Kundenkreis der ACTech besteht die Tendenz zu immer engeren Toleranzen. Häufig werden Toleranzbreiten von lediglich 3 Hundertsteln gefordert. Da stößt man schnell an Grenzen. Wie in anderen Betrieben auch, wurde manuell auf den Maschinen gemessen, was oftmals Fehler und Ungenauigkeiten herauf beschwor. Deshalb wurden früher die Werkstücke nach der Bearbeitung zunächst auf Messmaschinen geprüft. In vielen Fällen mussten die Werkstücke dann noch einmal aufgespannt werden, um sie nachzuarbeiten; Zeit- und Genauigkeitsverlust inklusive. Immer wieder kam es zu ungeplanten Wartezeiten.

Mit der Anschaffung der Software 3D Form Inspect im Jahre 2009 haben sich die Verhältnisse erheblich verbessert. Die am Computer in der Werkstatt generierten Messprogramme werden wie normale Bearbeitungsprogramme an die Maschinen übertragen und dort aufgerufen. Nachdem der Messtaster eingewechselt wurde, fährt die Maschine eine kurze Kalibrierroutine ab, die ebenfalls automatisch vom Programm generiert wurde. Damit werden die aktuellen thermischen und kinematischen Zustände der Maschine erfasst und bei der Messauswertung automatisch berücksichtigt. Bei 5-Achsmaschinen erfolgt über diese Routinen auch eine automatische Schwenkfehlerkompensation in der vierten und fünften Achse. Nur durch dieses, für m&h patentiertes Verfahren kann sichergestellt werden, dass die ermittelten Messwerte jederzeit wiederholbar und verlässlich sind. Sie entsprechen den Werten, wie sie später auch auf den Messmaschinen dokumentiert werden.

“Mit 3D Form Inspect haben wir die latenten Fehlerquellen ausgemerzt”, freut sich Jan Wasserfurth. Schließlich kann man jetzt dreidimensionale Konturzüge und schräg im Raum liegende Geometrien einfach mit dem Messtaster messen. “Flansche und 3D-Konturen werden grundsätzlich auf der Maschine gemessen und können im Zweifelsfall ohne zweite Aufspannung direkt nachgearbeitet werden.” Dank der unproblematischen Bedienung wird nun öfter mal zwischen den Bearbeitungsschritten gemessen.

“Wir haben Prozesssicherheit gewonnen und produzieren viel mehr i.O.–Teile”, sagt Jan Wasserfurth. “Unsere Nacharbeiten sind von ehemals etwa 50% auf nur noch etwa 5% geschrumpft” bestätigt er den Erfolg. Abschließend resümiert Jan Wasserfurth, dass er Zeit und Genauigkeit gewonnen hat und gleichzeitig in hohem Maß Aufwand beim Messen und der Nacharbeit eingespart hat. Das System von m&h bewährt sich bei ACTech mittlerweile auf 11 Maschinen. “Es ist ein gutes System”, bekräftigt Jan Wasserfurth. “Einfach zu bedienen und zuverlässig. Für uns ist das Messen auf der Maschine dank m&h wirklich Tagesgeschäft geworden.”