CNC-MQL-Steuerung meistern: Minimalmengenschmierung durch präzise Programmierung optimieren

Dieses Video beschreibt kurz, wie Minimalmengenschmierung (MQL) an einer CNC-Drehmaschine funktioniert und wie sie eingerichtet wird. Video-Credits: Unist Inc.

So viel Kontrolle wie möglich über Bearbeitungsprozesse zu haben, ist das Ziel der meisten Zerspaner. Die Menge und Applikation des Kühlschmierstoffs während des Spanbildungsprozesses an einer Drehmaschine sollte da keine Ausnahme sein. Für direkte Kontrolle über die MQL-Ausgabe bietet Unist Inc. ein MQL-System, das direkt mit der computergesteuerten Numeriksteuerung (CNC) einer Maschine kommuniziert, um Bedienern zu ermöglichen, Schmierparameter durch Eingabe von Codes im Teileprogramm festzulegen. Der digital gesteuerte Schmierstoffgeber Quantum des Unternehmens ist darauf ausgelegt, MQL-Durchflussraten für jeden Bearbeitungsschritt an einer einzelnen Werkzeugmaschine zu optimieren, da die Durchflussraten sichtbar und editierbar sind. Daher können Bediener jeden Vorgang für die besten Ergebnisse feinjustieren.

Warum MQL?

Obwohl es in Europa noch häufiger eingesetzt wird, warum beginnen immer mehr US-Betriebe, diese Technologie als Alternative zur konventionellen Flutkühlung einzusetzen? Ein Grund: Mehr ist nicht immer besser. MQL liefert eine sehr kleine Menge Schmiermittel an die Schneide eines Werkzeugs in Form eines Ölnebels oder Aerosols, im Gegensatz zu traditionellen Techniken, bei denen Werkstück und Werkzeug mit einem erheblichen Volumen an flüssigem Kühlschmierstoff geflutet werden. Im Gegensatz zur Bearbeitung mit Flutkühlmittel bleibt bei der Schneidoperation nur ein winziger Teil dieses Aerosols auf den Spänen, dem Werkstück und der Maschine zurück.

Obwohl Flutkühlmittel weltweit immer noch die am weitesten verbreitete Methode zur Kühlung und Schmierung von Bearbeitungsprozessen ist, sind die weiteren Vorteile der MQL-Technologie klar und erheblich, so das Unternehmen. Betriebe, die MQL implementiert haben, können folgende ökologische, unternehmerische und ökonomische Vorteile erfahren.

• Ökologisch: Qualitativ hochwertige MQL-Öle sind ungiftig und biologisch abbaubar. Bakterien wachsen nicht in Ölen, daher sind keine Biozide erforderlich. Darüber hinaus verbraucht der Prozess weniger als 1/10.000 der Flüssigkeitsmenge im Vergleich zu Flutkühlmittel, und es gibt nichts zu entsorgen oder zu recyceln. Recycler und Pumpen sind nicht erforderlich, was den Energieverbrauch reduziert. Im Vergleich zu Flutkühlmittel ist der ökologische Fußabdruck von MQL praktisch unsichtbar.
• Unternehmerisch: Werkstattböden bleiben sauberer (und sicherer), und Maschinen sind nicht mit Kühlmittel beschichtet, wenn MQL eingesetzt wird. Durch Verwendung von hochwertigem Schmierstoff und der richtigen Menge hinterlässt der Schneidprozess eine qualitativ hochwertige Oberflächenbeschaffenheit. Und durch reduzierten Temperaturschock verlängert sich die Werkzeugstandzeit. Mitarbeiter auf der Werkstattfläche profitieren in der Regel von weniger Hautreizungen im Umgang mit Kühlschmierstoffen und müssen den Kühlstoff und seine Additive nicht einatmen.
• Ökonomisch: Obwohl der Preis pro Unze MQL-Öle deutlich höher sein kann als bei allgemeinen Flutkühlmitteln, ist der Gesamtpreis des Fluids pro Teil meist geringer, da so viel weniger verwendet wird. In Kombination mit Einsparungen aus anderen Bereichen (wie verbesserter Werkzeugstandzeit, Wegfall von Geräten zur Flüssigkeitswartung und Energieeinsparungen) kann MQL einen positiven Einfluss auf die Bilanz eines Betriebs haben.

Vollständige MQL-Kontrolle und -Überwachung

Die MQL-Vorteile werden verstärkt, wenn die Möglichkeit hinzukommt, direkt mit der CNC einer Maschine, einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder einer integrierten Schnittstelle zu kommunizieren, insbesondere wenn ein zu bearbeitendes Teil mehrere

Der Quantum bietet Anwendern die Freiheit, die MQL-Zufuhr gemäß den Bedürfnissen jedes Vorgangs zu programmieren. Foto-Credits: Unist Inc.

Operationen erfordert. Jeder Bearbeitungsschritt ist oft am besten mit einer anderen MQL-Durchflussrate geeignet, nicht beschränkt auf vorprogrammierte Raten oder eine fest manuell eingestellte Rate. Das Quantum-MQL-System bietet Anwendern die Freiheit, MQL gemäß den Bedürfnissen jedes Vorgangs zu programmieren.

Um eine gleichmäßige und präzise Schmierstoffzufuhr zu gewährleisten, hält das MQL-System für Drehmaschinen die Luft- und Ölleitungen so weit wie möglich getrennt, bis sie sich am Revolver der Maschine vermischen. Dieses Zwei-Kanal-Zufuhrsystem ist als Schlauch im Schlauch konzipiert; der innere Schlauch führt das Öl, der äußere die Luft. Die getrennte Führung dieser Leitungen erhält eine konsistente Vernebeltung des Fluids. Dies verhindert Flüssigkeitsansammlungen an den Außenwänden des Schlauchs, die potenziell zu Spucken oder Tropfen von Schmierstoff führen, was keinen gleichmäßigen Sprühnebel erzeugt.

Auch die Umsetzung einer Änderung des Verhältnisses von Öl und Luft im Zufuhrsystem ist bei Verwendung eines Zwei-Kanal-Systems weniger problematisch. Änderungen sind mit dieser Methode sofort wirksam, und es gibt kein Gemisch im Schlauch, das vor Änderungen ausgestoßen werden müsste.

„Ob Schruppen, Schlichten, Gewindeschneiden oder ein anderer Vorgang – Sie haben die volle Kontrolle über das Ein- und Ausschalten der Luft- und Ölrate“, sagt Tim Bangma, Produktmanager bei Unist Inc., über den Quantum.

Nach der Bestimmung der richtigen Schmierstoffmenge und Durchflussrate für jeden Bearbeitungsprozess fügt der Zerspaner Befehle in das

Der Quantum ist über diskrete oder serielle Schnittstellen mit einer Werkzeugmaschine verbunden.

Teileprogramm ein.

Der Quantum bietet Steuerung von bis zu sechs Schmierstoffausgängen und kann nur einen Bruchteil einer Unze Schmierstoff pro Stunde verbrauchen. Zudem kann das System entweder ein Schmierstoffaerosol, reines Fluid oder nur Luft für jeden Vorgang bereitstellen.

Neben der präzisen Genauigkeit für die MQL-Applikation bietet dieses System auch Überwachungsfunktionen für niedrige Fluid- und Luftstände sowie Fluidfluss. Das integrierte Überwachungssystem im Quantum hält die überwachte Maschine an, wenn eines dieser Probleme auftritt, und löst einen Alarm aus, um den Bediener auf das Problem aufmerksam zu machen.

„Die Positivverdrängerpumpen des Quantum-Systems können mit Durchflusssensoren ausgestattet werden, die bestätigen, dass Fluid geliefert wird, wenn die Pumpen zyklisch arbeiten“, erklärt Bangma.

Installation des Schmierstoffgebers

Der Quantum wird über diskrete oder serielle Schnittstellen mit einer Werkzeugmaschine verbunden. Obwohl die Quantum-Installation an einer CNC-Drehmaschine laut Unist ein unkomplizierter Prozess ist, fühlen sich einige Werkstätten wohler, wenn ein

Dieses serielle Verbindungsschema zeigt, wie der Quantum an ein Haas VF2 Bearbeitungszentrum angeschlossen wird. Es bietet jedoch grundlegende Anleitung für jedes System.

Unist-Vertreter ihre Standorte besucht, um den Applikator zu installieren. Es gibt jedoch eine ebenso große Anzahl von Betrieben, die sich wohlfühlen, den Prozess selbst durchzuführen.

Unabhängig davon, wer die Installation durchführt, besteht der Prozess bei ordnungsgemäßer Ausführung hauptsächlich aus fünf Teilen:

1. Montage des Schmierstoffgebers an oder in der Nähe der Maschine. Ein Bereich, der für das Nachfüllen des Reservoirs günstig ist, ist ideal.
2. Entfernung der Maschinenschutzvorrichtungen und Lokalisierung der vorhandenen Flutkühlmittelleitungen, die das durch den Revolver geführte Werkzeug speisen. Die MQL-Schläuche sollten durch die Maschine geführt und an der Stelle mit dem Revolver verbunden werden, an der das Flutkühlmittel in den Revolver eintritt.
3. Anschluss von Druckluft an den Einlass des Schmierstoffgebers.
4. Anschluss von Strom- und Steuersignalen an den Applikator vom Maschinenschaltschrank unter Verwendung der Maschinendokumentation. Die entsprechenden Klemmen können lokalisiert werden.
5. Installation von Düsen an jeder Revolver-Werkzeugstation mit einer Vielzahl von Werkzeugen, die an einer CNC-Drehmaschine installiert werden können.

Sobald das System vollständig installiert ist, ist auch die richtige Düspositionierung entscheidend für eine erfolgreiche MQL-Applikation. „Sie können das präziseste Pumpen- und Zufuhrsystem haben, aber wenn die Düse nicht richtig ausgerichtet ist, kann das ein großes Problem sein“, sagt Bangma.

Außerdem kann, da bei dem MQL-Prozess etwas Nebel entstehen kann, die Installation eines Nebelabscheiders an der Maschine notwendig sein.

Ein Wort zu Schmierstoffen

Die Verwendung eines hochwertigen Schmierstoffs für MQL ist entscheidend, um an der Werkzeugoberfläche zu haften und eine dünne, reibungsarme Barriere zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück zu schaffen. Unist sagt, sein Coolube beispielsweise enthalte nicht nur polare Eigenschaften, die eine starke, konsistente Bindung zwischen Schmierstoff und metallischen Oberflächen erzeugen, sondern sei auch biobasiert, was es umweltfreundlich und sicher für die Haut der Bediener macht.

„Coolube ist hochraffiniert, frei von vielen Verunreinigungen und Additiven“, erklärt Bangma. „Es hält sich sehr lange im Regal.“

Unist Inc. | 800-253-5462 | unist.com