Blum Novotest Digiloge Werkzeugmessung lässt Zerspaner lächeln

In der Welt der Zerspanung ist Zeit, wie jeder weiß, auch Geld. Deshalb ist alles attraktiv, was den Zerspanungsprozess insgesamt beschleunigen kann. Mit laserbasierten Messsystemen kann die Einsatzfähigkeit von Fräser, Bohrer und Co. noch effektiver in der Maschine geprüft werden.

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BLUM-NOVOTEST GmbH

Das Messen in der Maschine hat sich in den letzten dreißig Jahren als selbstverständlicher Teil der hochwertigen CNC-Bearbeitung etabliert. Automatisierte Maschinen und nahezu jedes 5-Achs-Bearbeitungszentrum sind heute mit einem Blum-Lasermesssystem ausgestattet. Grundvoraussetzung dafür war die gute Performance derselben in Sachen Präzision und Prozesssicherheit sowie die damit mögliche automatisierte Werkzeugüberwachung. Vor diesem Hintergrund war es gar nicht so einfach, die bewährte Lasermesstechnik mit NT-Technologie entscheidend zu erneuern. Den Blum-Novotest-Ingenieuren gelang dieser Innovationssprung aber doch, und zwar mit der Integration der von Messtastern bekannten Digilog-Technologie in das Blum-Lasermesssystem. Dieses Konzept soll Anwender, die bisher NT-Systeme einsetzen und bereit sind den nächsten technologischen Schritt zu gehen, wie natürlich auch potenzielle Kunden überzeugen, die von den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der optischen Messtechnik profitieren wollen. Das richtige Jubiläumsgeschenk für Blum und seine Kunden zum 50jährigen Bestehen des Unternehmens.

Tausend Messwerte pro Sekunde

Blum erklärt: Bisherige digital schaltende Lasermesssysteme mit NT-Technologie schatten beim Eindringen des Werkzeugs in den Laserstrahl diesen ab. Erreicht die Abschattung einen bestimmten Wert, kommt es zu einem Signal. So wird der Messimpuls generiert, wenn der Laserstrahl etwa zu 50 % verdeckt ist, und die Information an die Steuerung zur Erfassung der Achspositionen übermittelt. Digilog-Lasermesssysteme hingegen generieren viele tausend Messwerte pro Sekunde unter dynamischer Anpassung der Messgeschwindigkeit und entsprechend der Nenndrehzahl des Werkzeugs, wie die Blum-Entwickler betonen. Je nach Werkzeug und durchgeführter Messung kann die Messzeit, unter anderem durch Weglassen der sonst notwendigen Feinmesssätze, um bis zu 60 % reduziert werden. Durch die „digiloge“ Messung werde zudem das Profil jeder Schneide kontinuierlich aufgenommen, wenn diese sich drehend durch den Laserstrahl bewege. Das Lasermesssystem erfasst dabei jede Schneide einzeln, statt nur den Wert für die höchste Schneide zu ermitteln, betont Blum. So gelingt der Vergleich von kürzester zu längster Schneide. Das ermöglicht es auch Rundlauffehler, beispielsweise durch Verschmutzungen am Konus der Werkzeugaufnahme, automatisch zu erkennen. Aber die digiloge Messung hat einen weiteren entscheidenden Vorteil: Aufgrund der Vielzahl an Messwerten pro Schneide erkennt der LC50-Digilog auch Schmutz- und Kühlschmiermittelreste am Werkzeug nun automatisch und rechnet sie aus dem Ergebnis heraus.

Rund doppelt so schnelle Werkzeugmessung

Aus den vielen neuen Ideen, die die Blum-Entwickler am LC50-Digilog umgesetzt haben, folgen, wie es heißt, beeindruckende Messzeitverkürzungen: Die im Laufe eines Tages immer wieder notwendige Achskompensationsmessung etwa, ist auf diesem Weg circa 60 % schneller durchführbar und aufgrund der integrierten Rundlaufmessung außerdem präziser. Ein weiteres Beispiel ist die Verschleißmessung eines Schaftfräsers inklusive Rundlaufkontrolle: Auch bei dieser Anwendung konnte eine Messzeitverkürzung um über 55 % erreicht werden.

Anwendungsflexibler und günstiger als die Bildverarbeitung

Auch in Sachen Vermessung und Visualisierung von Werkzeugen gehe Blum mit dem Digilog-Zyklus „3D Toolcontrol“ ganz neue Wege. Denn wenn man mit Lasermesssystemen bis dato nur markante Punkte angefahren habe, mache die Digilog-Technologie die Aufnahme kompletter Werkzeugkonturen möglich. In diesem Einsatzgebiet konkurriert das Blum-Lasermesssystem, heißt es, mit weitaus teureren und anwendungstechnisch relativ eingeschränkten bildverarbeitenden Systemen. Die dazugehörige Visualisierungssoftware LC-Vision erlaubt einen schnellen Soll-Ist-Vergleich und eine direkte Beurteilung des Werkzeugs am Steuerungsbildschirm, erklären die Spezialisten aus Grünkraut bei Ravensburg. Dabei könne der Laser sehr große Konturen abfahren, während die im Vergleich dazu recht kleinen Bildaufnahmesensoren nur einen winzigen Bereich erfassen könnten. Natürlich sind die Lasersysteme seit Jahren für ihre Zuverlässigkeit auch in der rauen Umgebung von Werkzeugmaschinen bekannt, wo sich bildverarbeitende Technik oft als eher unzuverlässig erwiesen haben, wie Blum anmerkt.

Größere Werkzeuge mit gleichem System messen

Möglich mache das ein pfiffig konstruierter Schutzmechanismus, der den Laser vor Kühlschmiermittel, Staub und Spänen schütze, wenn die Maschine arbeite. Dank der neuen Form vergrößert sich die effektive Weite des Lasermesssystems, sodass sich je nach Ausführung um bis zu 30 % größere Werkzeuge messen lassen und das bei reduzierten Außenabmessungen, wie Blum präzisiert. Auch beim Messen sehr kurz eingespannter Werkzeuge sei die überarbeitete Form nützlich, weil die Werkzeugaufnahme nun tiefer zwischen Sender und Empfänger des Systems positioniert werden könne. Als benutzerfreundlich bei der neuen Lasergeneration gilt, dass sich die Schmutzblenden durch den Bajonettverschluss ohne Werkzeug an- und abbauen lassen.

Auch vermeintliche Kleinigkeiten wie die Blasdüse zur Werkzeugreinigung wurden von Grund auf neu entwickelt. Die HPC-Reinigungsdüse lässt sich nun flexibel an beiden Seiten des Messsystems montieren, wobei die optimierte Form verhindert, dass sich am Düsengehäuse Späne ansammeln. Einen echten Mehrwert bietet hierbei auch die mittels Strömungsanalyse optimierte Luftführung: Der zur Vorgängerdüse um 25 Prozent erhöhte Reinigungsdruck ermöglicht eine noch effektivere Reinigung.

Digiloge Spindelkontrolle sieht in die Zukunft

Weitere Funktionen heißen „Spindlecontrol“ und „Schnelle Einzelschneidenkontrolle“. Mit ersterer könne das Digilog-Lasermesssystem den Zustand der Spindellagerung erfassen und frühzeitig auf Lagerschädigungen und daraus entstehende Ungenauigkeiten in der Bearbeitung hinweisen. Diese Daten können natürlich auch für eine vorbeugende Wartung genutzt werden, um eine Spindel geplant rechtzeitig zu überholen, bevor es überraschend zum Totalausfall und teurem Maschinenstillstand kommt. Mit dem Feature „Schnelle Einzelschneidenkontrolle“ klappe eine blitzschnelle Überwachung einzelner Werkzeugschneiden auf existirende Ausbrüche. Aufgrund der Digilog-Technologie ist Letzteres auch bei Arbeitsdrehzahl möglich und nicht bei einer von der Schneidenanzahl abhängigen, fest definierten Umdrehungszahl.

Auch der Laser kann jetzt mehr

Das Herzstück eines Lasermesssystems ist laut Blum natürlich die enthaltene Optik, und auch diese wurde beim LC50-Digilog perfektioniert, sodass die neue Generation nun eine Absolutgenauigkeit jenseits aller vergleichbaren Messsysteme erreicht. Beispielsweise wurde der Strahldurchmesser um 30 % reduziert sowie die Strahlform optimiert, wodurch die Präzision bei der Messung von Werkzeugen mit Eckenradien steige (Kugelfräser etc.). Aber auch die Homogenität des Laserstrahls haben die Entwickler von Blum weiter verbessert, wie es heißt: Kühlmittelnebel macht dem System jetzt noch weniger aus, was mit einer weiteren Steigerung der Genauigkeit und der Prozesssicherheit einhergeht.

Kleinere Interfaces halten Platz im Schaltschrank

Vor allem Maschinenhersteller werden zu schätzen wissen, dass die Interface-Bausteine der neuen Generation wesentlich kleiner geworden sind, was die Bestückung des Schaltschranks vereinfacht. Übrigens ist die Interfacehardware für alle DIGILOG-Messsysteme gleich; das Interface IF20 für BLUM Messtaster, Werkzeugtaster und Rauheitsmesssysteme unterscheidet sich nur in der Firmware vom IF10. Das DIGILOG-Interface ist für alle Systeme dasselbe, was das Einspielen von Firmware-Updates per USB direkt im Schaltschrank ermöglicht. MM

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