Fortschrittliche Lasermesssysteme für Präzisionsschleifmaschinen

Laser in der Werkstatt sind keine Seltenheit. Beispiele sind Laserinterferometer zur Messung und Kalibrierung von Werkzeugmaschinen-Bewegungen sowie Lasermesssysteme für Werkzeuge an der Maschine und Brucherkennung.

Kürzlich wurde Lasertechnologie in einige externe und Universal-Schleifmaschinen von Studer (eine Marke von United Grinding) integriert, um Präzisionswerkstücke zu messen. Über 10 Jahre entwickelte das Unternehmen diese Technologie zunächst für experimentelles Messen von Schleifscheiben. 2020 ergänzten Studer und der Lasermacher verbesserte Optiken und notwendige Ausrüstung für Schleifanwendungen und führten LaserControl ein – eine maschinenintegrierte Lasermesstechnologie für den Prozess.

LaserControl bietet viele Vorteile: präzise Werkstückmessung senkt Produktionskosten, erweitert den Messbereich für verschiedene Teilgrößen, verbessert die Teilequalität und nutzt Software, die alle Messwerte aufzeichnet. Solche Systeme sind generell einfach zu bedienen und liefern Daten schneller als analoge Pendants. Zudem ist Lasermessung berührungslos, sodass das zu messende Material nicht beschädigt wird. Ohne Kontakt gibt es keinen Verschleiß oder Beschädigung – auch nicht am Messgerät selbst wie Taster oder Stylus bei analogen Systemen.

Der Lasertaster ist wie ein auf der Seite liegendes „U“ geformt, wobei Emitter und Empfänger sich an den offenen Enden gegenüberstehen (siehe Foto). Er ist am Schleifmaschinen-Revolverkopf montiert und damit in X- und Z-Achse beweglich. Er fährt in Position, indem die X-Achse der Maschine bewegt wird, und indexiert weg während des Schleifens. Der Laserkopf fährt über das Teil, bis der Laserstrahl vom Werkstückrand unterbrochen wird – erste Seitenmessung und Starterkennung. Der Kopf fährt weiter, bis der Strahl nicht mehr unterbrochen ist – dies gibt die Teilgröße an. (Die hochauflösende Glasmaßskala der Maschine misst den Abstand von Strahlunterbrechung bis Nicht-Unterbrechung.) Die Messwerte werden in einer Tabelle am Bedienbildschirm registriert.

Der Messvorgang dauert 10 bis 60 Sekunden, abhängig von Teilgröße und Messart. Die Wiederholgenauigkeit beträgt ±1,5 µm.

Die benutzerfreundliche Studer-Software ermöglicht Bedienern einfache Messprogrammierung ohne hohe Fachkenntnisse. Sie zeichnet Messwerte nach jedem Zyklus automatisch auf; Daten können für weitere Auswertung in Tabellenkalkulationen exportiert oder ausgedruckt werden.

Hier sind wichtige Punkte zum Studer LaserControl, die vor der Entscheidung für diese Technologie hilfreich sind.

Nicht wie typische In-Prozess-Messsysteme

Viele In-Prozess-Systeme messen während des Schneidens/Schleifens. LaserControls geschlossenes System misst jedoch nicht während des Schleifens, sondern danach oder zwischen Schleifvorgängen – bei mehreren Messungen an einem Werkstück wird der Schleifprozess kurz unterbrochen. Durch das temporäre Stoppen werden Schleifflüssigkeiten und Emulsionen vermieden, die für den Laser ungeeignet sind. Vor der Messung reinigt ein Blasluftsystem mit integrierten Luftdüsen das Werkstück von Kühlmittel, Spänen und Bearbeitungsrückständen.

Für multiple Durchmesser und komplexe Teile ausgelegt

Da das System am Schleifscheibenrevolver befestigt ist, kann es sich um das Werkstück bewegen. Es misst Außendurchmesser von 1 mm bis 100 mm sowie komplexe Teile. Typische Messungen umfassen nicht nur große, ununterbrochene Werkstückdurchmesser und Längenkonturen, sondern auch unterbrochene Durchmesser wie Wellen mit Keilnuten oder Nuten, Schneidkanten von Werkzeugen und Werkzeugnuten.

Unkonventionelle Einrichtung

Anders als andere Messsysteme erfordert dieses Lasermesssystem keine mechanische Einrichtung. Der Bediener teilt dem Programm über die Maschinensteuerung mit, welche Punkte am Werkstück gemessen werden sollen. So kann die Maschine jeden benötigten Punkt für die Datenerfassung programmieren. Diese einfache Einrichtung spart Zeit im Vergleich zum konventionellen physischen Aufbau eines Messgeräts an den zu messenden Durchmessern oder Längen.

Besonders nützlich für OD-Messung an Schneidwerkzeugen

Obwohl LaserControl viele Vorteile für diverse Schleifanwendungen bietet, ist es nicht für jedes Werkstück konzipiert. Es kann keine Innenmaße messen und eignet sich nicht für Hochvolumenproduktion, da selbst diese In-Maschine-Messung die Zykluszeiten verlangsamt. Es ist jedoch gut geeignet für OD-Messung an sehr harten Schneidwerkzeugen mit hoher Präzisionskomplexität. Luftfahrtbauteile profitieren häufig von diesem Messsystem.

United Grinding/Studer | grinding.com