5-Achs-Bearbeitung: 10 Schlüsselelemente der Automatisierung für Präzision

Bei Phoenix Proto (Centreville, Michigan) ist Automatisierung offensichtlich: 5-Achs-Maschine mit 6-Stationen-Palletpool & Beladesystem. Doch subtilere Automatisierungselemente ermöglichen wiederholbar enge Toleranzen & Oberflächen bei Aluminium-Formeinsätzen – mit minimalem menschlichem Eingriff bei inhärenten Variablen.

Ziel: Montierte Aluminiumformen in 3 Wochen. Aluminium für Prototypen- & „Bridge“-Werkzeuge (Übergang bis Stahlwerkzeuge) üblich. Wachsendes Interesse an Aluminium für Serie: 50.000 Schüsse unbeschichtet, 1 Mio+ mit NiBOR-Hartnickel (54 HRC) bei nicht-abrasiven Harzen, 250.000 bei Glasfaser.

Automatisierungselemente (10)

1. Beladesystem & Palletpool

RCE 2 Palettenwechsler, 6-Stationen-Pool (23,6″ × 15,7″). Greifer modifiziert: Greift von unten → größere Werkstücke möglich (nur Maschinenkapazität begrenzt). Job-Management-Software (Roeders) plant lange Jobs nachts/Wochenende (1 Schicht, 5 Tage/Woche).

2. Maschine (5-Achs-Bearbeitung als Automatisierung)

Roeders RXP601DSH: 42.000 min⁻¹, Linearmotoren (1 nm Auflösung), 2.362 ipm Eilgang, weniger Reibung/Kraftverbrauch. Trunnion-Design (A-Achse ±115°, C-Achse auf Trunnion). Steifer als Alternativen, niedriger Schwerpunkt → weniger Kippmomente bei High-Speed. 75 % 3+2 Positionierung (Werkzeugzugang 5 Seiten in 1 Aufspannung, weniger Rüstungen, weniger „Anfassen“). Kürzere, steifere Werkzeuge → höhere Schnittwerte, weniger Vibration, bessere Oberflächen, längere Standzeit (Kugelradius-Nutzung).

3. Tasttaster-Vermessung

Automatische Tastroutine nach Beladen: Ermittelt Werkstücklage, CNC passt Koordinatensystem an. Eliminiert manuelles Richten, Ausrichten.

4. Automatischer Kalibrierzyklus

Kühlkanäle in Basis/Schlitten gegen interne Wärme. Für Umgebungsemperaturschwankungen: Automatischer Kalibrierzyklus per Tasttaster. Roeders: Prüft präzisionsgeschliffene Prismen am Trunnionarm & C-Achsen-Motor (kein Palettenwechsel nötig). Monatlich oder vor kritischen Schlichtgängen.

5. Spindelwachstumskompensation

Optischer Sensor an L-Arm nahe Spindelnase (Nanometer-Auflösung). Erfasst Spindelausdehnung/-kontraktion in Echtzeit, CNC korrigiert Z-Achse. Kritisch bei 5-Achs: Spindelwachstum wirkt in allen Linearaksen bei geneigtem Teil. Sichert Oberflächenqualität & Übergänge.

6. Lasermessung im Werkzeugwechsler

Blum Lasermesskopf misst Länge & Durchmesser nach jedem Werkzeugwechsel (geschützt im Wechsler). Toleranzband pro Werkzeug. Außer Toleranz → Werkzeug gesperrt. Brucherkennung: Wenn Werkzeug in ATC-Position 5 bricht, läuft nächster Job bis zu dessen Einsatz, dann überspringt Maschine diesen Job – Produktion weiter.

7. Automatische Kühlmittel-Düsenausrichtung

M-Code-gesteuerte Düsen richten Kühlmittelstrahl auf Schnittpunkt, basierend auf Werkzeuglänge. Keine manuelle Ausrichtung flexibler Düsen.

8. Auto-Kipp-Funktion in CAM (Cimatron)

Umstieg auf Cimatron nach Zeitstudie: 30 % Programmierzeitersparnis. Auto-Tilt: 3D-Modelle (Maschine, Werkstück, Spannmittel, Werkzeug) → erkennt Kollision, kippt Teil automatisch, ermöglicht Weiterbearbeitung. Offline-Simulation erkennt Kollisionen.

9. Syntax-Check in Steuerung

Roeders Steuerung prüft Programm & Postprozessor automatisch auf Fehler vor Terminierung.

10. Programm-Neustart

Bei Unterbrechung: Zeilennummer in Kommandofile eingeben → Steuerung liest Programm, startet an korrekter Position weiter. Kein manuelles Suchen/Löschen.

Automatisierung = Seelenfrieden

Beide Roeders-Maschinen senden SMS/E-Mail-Alerts bei Fehlern. Remote-Zugriff via TeamViewer (auch Service-Diagnose, Drive-Tuning remote). Deckenkamera zwischen Maschinen – Programmierer checken per Handy (Schwenk/Zoom, CNC-Bildschirm lesen/hören). „Down machine puts wrinkle in schedule“ – Kontrolle wie vor Ort stehend.