Nachgewiesene höchste Qualität der Maschinen eines Technologieführers

F. Zimmermann GmbH hat sich bei der Maschinenabnahme und Qualitätsprüfung für den ETALON LASERTRACER-NG von Hexagon entschieden, um die hervorragende Genauigkeit der neu gefertigten Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren zu bestätigen. Das System liefert seinen Kunden einen dokumentierten Präzisionsnachweis über
den gesamten Arbeitsbereich, bringt eine große Zeitersparnis bei der Überprüfung und kann zur regelmäßigen Zustandsüberwachung eingesetzt werden, was zu einer effizienteren Wartung führt.

F. Zimmermann aus Neuhausen auf den Fildern ist Technologieführer für leistungsstarke Portal-fräsmaschinen und horizontale Bearbeitungszentren. Das Unternehmen ist auf Kunden aus der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie spezialisiert und legt größten Wert darauf, dass ausgelieferte Maschinen die außergewöhnliche Qualität, Genauigkeit und Oberflächengüte liefern, welche die Kunden erwarten.

Der Kauf einer Werkzeugmaschine endet in der Regel mit dem Nachweis der Fertigungsqualität vor Ort, in der Produktionsstätte des Kunden, während des Abnahmeprozesses. Der Kauf wird erst abgeschlossen, wenn sich der Kunde davon überzeugt hat, dass die geforderte Qualität erreicht wird. In den meisten Fällen geschieht dies durch die Herstellung eines speziellen Musterteils. Wenn die anschließende Messung dieses Teils zeigt, dass alle erforderlichen Toleranzen eingehalten wurden, gilt die Maschinenabnahme als erfolgreich.

Allerdings deckt dieser Prüfvorgang nicht den gesamten Bearbeitungsbereich der Maschine ab, so dass Abweichungen an anderen Stellen nicht entdeckt werden.

Da Zimmermann exzellente Ergebnisse über den gesamten Bearbeitungsbereich verspricht, entschied man sich, bei der Maschinenabnahme weiter zu gehen als unbedingt nötig. Die Wahl fiel auf das ETALON LASERTRACER-NG System von Hexagon, um die Qualität über das gesamte Bearbeitungsvolumen nachzuweisen.

Das Testen der einzelnen Achsen ist kostspielig und zeitaufwändig, so dass die Umgebungsbedingungen die Maschinenprüfung beeinflussen können. „Manchmal messen wir die Maschinen nachts, um möglichst konstante Temperaturbedingungen in der Halle für die Dauer der Messung zu haben“, erklärt Steffen Nüssle, Vertriebsleiter Export bei Zimmermann.

Erschwerend kommt hinzu, dass Rundachsen mit herkömmlichen Ausrichtsystemen nicht gemessen und geprüft werden können, so dass für diese Messung ein separates Messgerät verwendet werden muss, was den Prozess zusätzlich zeit- und kostenintensiv macht.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen verwendet der LASERTRACER NG eine patentierte Messtechnologie, die mechanische Ungenauigkeiten der Linear-, Dreh- und Schwenkachsen gemeinsam erfasst und so eine unübertroffene Genauigkeit in viel kürzerer Zeit gewährleistet. 

Einfaches Einrichten und schnelle, genaue Messung

Während der Geometriemessung erfasst das System alle drei linearen Achsen gleichzeitig. Die Einrichtung des Systems ist denkbar einfach: Der LASERTRACER NG wird im oder in der Nähe des Arbeitsvolumens der Maschine platziert, ein Reflektor wird in die Maschinenspindel eingesetzt und nach wenigen Klicks läuft der Messvorgang vollautomatisch ab. 

Das Gerät verfolgt den Verfahrweg der Maschine im gesamten Arbeitsvolumen über den Werkzeugmittelpunkt und liefert hochgenaue Messwerte, aus denen die Hexagon-Softwarepakete die Maschinenabweichungen auf Bruchteile eines Mikrometers genau berechnen und analysieren.

Die Messungen werden in der komplett montierten Maschine durchgeführt und nicht nur für einzelne Achsen separat erfasst. Auf diese Weise können Folgefehler, etwa durch Einrichtungsfehler,  ausgeschlossen werden. Zwischen den Messschritten wird das Gerät umpositioniert.

Mit diesem System benötigt die komplette Vermessung einer Maschine nur einen Bruchteil der Zeit, die bei vergleichbaren Systemen benötigt wird. „Die Lösung von Hexagon hat zu einer großen Zeitersparnis geführt. Das ist für uns der größte Vorteil des Systems“, sagt Nüssle. „Sobald der LASERTRACER NG eingerichtet ist, genügen ein paar Knopfdrücke und Handbewegungen, um die Messung abzuschließen. So einfach ist das.“

Nachweis über ein ganzes Maschinenleben

Nach der Inbetriebnahme einer Maschine muss regelmäßig überprüft werden, ob sie weiterhin die geforderten Toleranzen einhält.

Die Gültigkeit von zertifizierten Messungen mit einer Messsoftware wie PC-DMIS auf der Werkzeugmaschine, die mehrere Zimmermann-Kunden nutzen, erfordert den Nachweis, dass die Maschine die geforderten Toleranzen einhält - ein Nachweis, den das LASERTRACER-NG System erbringen kann.

Gerade bei der Fertigung großer, kostenintensiver Bauteile, wie sie in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden, ist der einwandfreie Zustand der Maschine unabdingbar. Andernfalls können maschinenbedingte Fehler zu kostspieligen Nacharbeiten oder Ausschuss führen.

„Vor allem große Unternehmen mit kostenintensiven Komponenten möchten wissen, ob, wann und wo Maschinenabweichungen drohen. Die vorausschauende Wartung wird in diesem Zusammenhang immer wichtiger“, erklärt Nüssle. „Das System von Hexagon erkennt Abweichungen frühzeitig, bevor sie Folgen haben, und ermöglicht so eine effizientere Wartungsplanung.“ Spontane Ausfälle können der Vergangenheit angehören.

Ein weiteres Plus: Dank der einfachen Bedienung kann das Kundenpersonal das System vor Ort bedienen, ohne die Unterstützung eines Servicetechnikers in Anspruch nehmen zu müssen. „Und weil das System viel weniger Zeit benötigt als vergleichbare Systeme, kann man dem Kunden auch nach vielen Betriebsstunden immer wieder zeigen, wie gut unsere Maschinen im gesamten Arbeitsbereich funktionieren“, sagt Nüssle.

Vorteile

• Einfache Prüfung des Ist-Zustandes von Werkzeugmaschinen
  
• Ein System zur Bestimmung aller Komponentenabweichungen der Achsen
  und Achsorientierungen
• Minimaler zeitlicher Aufwand im Vergleich

  zu Prüfnormalen oder konventionellen Laserinterferometern
• Sichere, automatische Erzeugung von Kompensationsdaten für die meisten Steuerungen (konventionell oder volumetrisch)
• Variabel auf Maschinen unterschiedlicher Größe und Bauart einsetzbar