Beruhigungspille - Ohne Aufsicht produzieren dank Werkzeugbruchüberwachung

Alexander Obermaier im bayerischen Ismaning realisiert eine Mehrmaschinenbedienung und sogar einen völlig unbeaufsichtigten Betrieb seiner Bearbeitungszentren mit Hilfe der Werkzeugbruchüberwachung TRS2 von Renishaw.

Entspannt sitzt Alexander Obermaier beim Kaffee. Er ist Inhaber des gleichnamigen Lohnfertigers. Sein Fertigungsspektrum umfasst vor allem hochwertige feinmechanische Bauteile für die Elektronik und die Luftfahrt. Während er von der Gründung und Entwicklung seines Unternehmens berichtet, fertigen draußen in der Halle Bearbeitungszentren von Hermle völlig unbeaufsichtigt. Wie das zusammenpasst, haben wir gefragt. Obermaier erläutert: „Mit der Werkzeugbruchüberwachung von Renishaw habe ich die Bearbeitung im Griff. Wenn ein Werkzeug schadhaft ist, unterbricht die Maschine die Bearbeitung und meldet über Mobilfunk den Stillstand.“

Wirtschaftlich nur bei sicheren Fertigungsprozessen

So bewahrt sich Obermaier vor Ausschuss. Denn der würde hohe Kosten, verärgerte Kunden und erhebliche Mehrarbeit bedeuten. „Um kundennah hierzulande wirtschaftlich zu arbeiten, muss ich mich voll und ganz auf die Zuverlässigkeit der Fertigungsprozesse verlassen können. Das gelingt nur mit einer Überwachung“, ergänzt Obermaier. Vor allem kleine Lohnfertiger stehen unter erheblichem Druck. Ihre Kunden erwarten höchste Flexibilität und minimale Lieferzeiten. Häufig muss Obermaier Bauteile in kleinen Serien, beispielsweise Trägerplatinen für Elektronik, innerhalb ein oder zwei Tagen fertigen. Das gelingt nur, wenn vom ersten bis zum letzten Aufspannen alles reibungslos verläuft. Mitunter steht von exotischen Leichtmetalllegierungen nur die exakt benötigte Menge an Rohlingen zur Verfügung. Ausschuss wäre hier fatal.

Vor allem für kleine Werkzeuge lohnend

Da Obermaier überwiegend schwierige Werkstücke mit einer Vielzahl kleiner Nuten, Bohrungen und Gewindebohrungen fertigt, kommt der Werkzeugbruchüberwachung eine besondere Bedeutung zu. Schlanke Nutfräser und Bohrer kleiner 3 mm Durchmesser neigen zu Bruch. An zahlreichen Bauteilen in Obermaiers Spektrum sind einige zig solch kleiner Bohrungen und Gewindebohrungen einzubringen. Somit dauert die Bearbeitung entsprechend lang. „Die Bearbeitungszentren fertigen anhand der NC-Programme autark. Ein Bediener müsste lange Zeiten untätig nur den Prozess beobachten. Das kann man sich in Deutschland nicht mehr erlauben. Deshalb habe ich die Maschinen mit der Bruchüberwachung TRS2 ausgerüstet,“ erklärt Obermaier.

Eine im Arbeitsraum eingebaute Messeinheit sendet einen Lasertrahl aus. Er wird vom zu prüfenden Werkzeug reflektiert. Daran erkennt das System TRS2, ob das Werkzeug gebrochen oder vollständig vorhanden ist. Spezielle Algorythmen zum Auswerten des reflektierten Laserlichts verhindern, dass das Überwachungssystem durch Kühlmittelreste oder kleine Späne auf den Werkzeugen gestört wird und falsch interpretierte Messergebnisse liefert. Wegen der nahezu hundertprozentigen Erkennungssicherheit kann sich Obermaier auf das System TRS2 verlassen. Für ihn ist besonders wichtig, dass dies auch kleine Werkzeuge betrifft. Das System TRS2 prüft zuverlässig ab 0,2 mm Werkzeugdurchmesser. Die für den Prüfvorgang benötigte Zeit von etwa 1 s ist für Obermaier unproblematisch: „Mit dem System TSR2 schütze ich vor allem das Werkstück und die nachfolgenden Werkzeuge vor weiterem Schaden.“ Nach einem Fertigungsschritt oder nach dem Einwechseln eines Werkzeugs aus dem Magazin führt das Bearbeitungszentrum das Werkzeug in etwa 300 mm Abstand vor das TRS2-Gerät. Im Prüfzyklus schaltet das Laserlicht ein und erkennt einen eventuellen Werkzeugbruch.

Wesentlicher Vorteil der Werkzeugbruchüberwachung TRS2 ist, dass sie mit nur einer Einheit zum Aussenden und Empfangen des Laserlichts arbeitet. Das vereinfacht die Installation und Inbetriebnahme im Arbeitsraum von Bearbeitungszentren. Gegen Späne und spritzendes Kühlschmiermittel ist die Einheit komplett nach IPX8 geschützt. So arbeitet sie problemlos über lange Zeiträume auch in der rauen Umgebung im Arbeitsraum von Bearbeitungszentren.

An Wochenenden produktiv arbeiten

Wegen dieser Vorteile kann Obermaier auch an Wochenenden produzieren: „Die Werkzeugbruchüberwachung erlaubt mir, bei laufender Fertigung andere Arbeiten auszuführen, beispielsweise Organisation oder allgemeine Bürotätigkeiten. Das schafft speziell für kleine Betriebe zusätzlich produktive Zeiten auf den Bearbeitungszentren.“ Wie er weiter erläutert, ist ein vorübergehender Maschinenstillstand an solchen zusätzlich genutzten Tagen allemal besser als Ausschuss wegen Werkzeugbruchs. Über Teleservice wird er auf dem Mobiltelefon informiert. Er fährt die Werkstatt an und wechselt das gebrochene Werkzeug.

Inzwischen muss Obermaier unsere Kaffeepause unterbrechen. Ursache ist diesmal nicht ein Werkzeugbruch, sondern ein fertig gestelltes Bauteil. Zum Be- und Entladen benötigen seine Bearbeitungszentren noch den Bediener. Aber die langen Bearbeitungszeiten kann Obermaier produktiv nutzen – und sei es für ein Interview.

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