Fertigen komplexer Bauteile auf Drahterodiermaschinen

Wenn es darum geht, komplexe und/oder filigrane Bauteile herzustellen, beispielsweise im Formen- und Werkzeugbau, ist das Erodieren häufig erste Wahl. Mit einer automatisierten Drahterodieranlage,...

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Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

Schubert & Salzer Data GmbH

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Wenn es darum geht, komplexe und/oder filigrane Bauteile herzustellen, beispielsweise im Formen- und Werkzeugbau, ist das Erodieren häufig erste Wahl. Mit einer automatisierten Drahterodieranlage, ausgerüstet mit einer 5-Achsen-Simultansteuerung und einer gesteuerten Rotationsachse, lassen sich auch Spiralen und Teilungen in Verbindung mit Konussen fertigen.Schneller, besser, kostengünstiger zu sein als seine Mitbewerber - diese Ziele produzierender Unternehmen lassen sich nur erreichen, wenn auch leistungsfähige Produktionsanlagen genutzt werden, mit denen sich qualitativ hochwertige Produkte zuverlässig und rationell herstellen lassen. Das gilt auch fürs Drahterodieren. Schwerpunkte der Entwicklung von Drahterodieranlagen sind deshalb die Steigerung der Schnittgeschwindigkeit, der Präzision und der Automatisierung der Drahterodieranlagen.Die Anwendungsbereiche solcher Anlagen sind neben dem Werkzeug- und Formenbau auch Produktionsaufgaben, besonders wegen der gratfreien Bearbeitung durch die Funkenerosionstechnik. Einsatzmöglichkeiten bestehen ebenso in der Einzel- und in der Kleinserienteilefertigung. Auch die Medizintechnik oder die Luft- und Raumfahrtindustrie weiß die problemlose Bearbeitung von VA-Werkstoffen, Titan, Magnesium oder anderen elektrisch leitenden Werkstoffen mit Drahtschneideanlagen zu schätzen.Die Kreuztisch-Drahterodieranlagen der Alpha-Serie von Matra-Fanuc (Bild 1), hier liegen U- und V-Achse auf dem Maschinenständer auf, ermöglichen bei Verfahrwegen von 120 mm das Winkelschneiden bis 45° bei 40 mm Schneidhöhe. Werkstücke mit unterschiedlichen Geometrien an der Ober- und Unterseite sind somit leicht herstellbar. Im Vergleich zu Fahrständermaschinen ist die Werkstückbearbeitung auf einem Kreuztisch wesentlich genauer, weil die positionsgebende Spindel und der Bearbeitungsbereich unmittelbar übereinander liegen und die untere Drahtführung sich nicht bewegt. In Verbindung mit einem Wasserkühler wird die Temperatur in der Bearbeitungszone und am Werkstück konstant gehalten. Das sichert zusätzlich eine hohe Genauigkeit während der Bearbeitung. Durch die stabile symmetrische Gusskonstruktion des Grundaufbaus ist ein Ausgleich bei Maschinenerwärmung sichergestellt. Weil der untere Drahtführungsarm bei Wasserbadmaschinen durch das Arbeitsbecken geführt wird, beeinflusst die Ausführung der Dichtung den Genauigkeitsfaktor. Die entsprechende Dichtung ist durch ständigen Sauberwasserdurchfluss selbstreinigend und somit frei von Schmutz und Ablagerungen. Damit findet selbst über Jahre hinweg kaum Verschleiß an der Dichtung statt. Die Reinigung des Wasser erfolgt durch Papierfilter. Der Drahteinfädelvorgang dauert maximal 25 sEin herausragendes Merkmal der Alphaserie ist das automatische Drahteinfädelsystem (Bild 2). Der Drahteinfädelvorgang (Bild 3) ist extrem schnell und benötigt im vollständigen Zyklus nicht mehr als 25 s. Durch die stabilisierende Wasserstrahlführung und den durch Glühen gerichteten Draht ist eine Drahteinfädelung im Wasserbad möglich. Nebenzeiten werden reduziert. Ein Zeitverlust durch Tankentleerung und Befüllung entfällt ebenso wie die Zufuhr von Sauerstoff am Werkstück, der die Korrosion unterstützt. Die Drahtführung erfolgt in geschlossenen Diamant-Drahtführungen, die hochgenau gearbeitet sind. Der Drahteinfädelvorgang kann am Bildschirm verfolgt werden. Zusätzlich werden Wartungsinformationen angezeigt. Im Falle eines Drahtbruches während der Bearbeitung werden die Erodierparameter automatisch angepasst, um weitere Drahtbrüche zu vermeiden. Ist eine Einfädelung nicht durchzuführen, wird die Bearbeitung am nächsten Startloch fortgesetzt. Selbst wenn die Startbohrung versetzt ist, sucht eine Funktion automatisch nach dem Startloch. Durch diese Funktionen wird die Verfügbarkeit der Anlagen im unbeaufsichtigten Betrieb erheblich gesteigert. Viele Funktionen, wie Drahtbruchreparatur, Wiederholung des Einfädelvorganges, Anpassung der Generatorleistung, Startlochsuche, Kontaktlösung im Startloch und Bildschirmanzeige der Einfädelergebnisse, unterstützen die Einfädelung und garantieren so einen optimalen unbeaufsichtigten Betrieb der Anlage.Im Funkenerodiergenerator schlägt der Puls der Anlage. Der Generator ist nach dem Anti-Elektrolyse Prinzip konzipiert. Mit diesem Prinzip ist die unerwünschte Korrosion durch Elektrolyse am Werkstück ausgeschlossen. Der Wechselstrom lässt die Ausbildung von ,,Werkstück-Ionen" nicht zu und unterbindet die Elektrolyse und die Rostbildung. Die eingestellten Parameter beeinflussen die Präzision und Schnittgeschwindigkeit am Werkstück. Durch Einstellung über einen menügeführten Dialog werden nach Auswahl des zu bearbeitenden Werkstoffs, der Werkstückhöhe und des Drahtdurchmessers, Schneidleistung und Genauigkeit angezeigt und für die Bearbeitung abgespeichert. Dadurch werden reproduzierbare Ergebnisse unabhängig vom Personal möglich.Die Werkstückhöhe wird automatisch erkanntEine adaptive Leistungskontrolle sorgt für weiteren Komfort und Effizienz . Diese Funktion hat die Aufgabe, bei wechselnden Werkstückhöhen die momentane Werkstückhöhe zu erkennen und die Entladungen zu optimieren. Dadurch steht ständig die maximale Leistung am Werkstück zur Verfügung und die Genauigkeit ist selbst bei sich veränderten Werkstückhöhen verbessert. Mit der Anschneidefunktion des Generators ist das instabile Verhalten beim Schneiden an der Werkstückkante beseitigt. Die Erfassung der Spülbedingungen signalisiert dem Generator instabile Verhältnisse und regelt automatisch die Leistung, wodurch ein Kurzschluss oder Drahtbruch an der Kante ausgeschlossen wird. Erweitert durch einen MF-Generator (MF = Microfinish) besteht die Möglichkeit der Feinbearbeitung durch Drahterosion. Eine Neuentwicklung ist die 5-Achsen-Simultansteuerung. Ausgerüstet mit einer gesteuerten Rotationsachse (A-Achse) lassen sich Spiralen oder Teilungen, auch mit einem Konus, Schneiden (Bild 4). Ausgerüstet mit einem zusätzlichen Messtaster eröffnet sich ein großes Einsatzgebiet in der Fertigung von PKD-Rotationswerkzeugen für die Aluminium- und Holzbearbeitung. Diese Werkzeuge mit aufgelöteten PKD-(polykristalliner Diamant-)Platten, haben eine unbekannte Raum- und Winkellage. Über eine speziell entwickelte Software wird ein Mess- und Geometrieprogramm erstellt und zur Bearbeitung an die Maschinensteuerung übergeben. Die Plattenlage wird auf der Anlage vermessen und anschließend die Bearbeitung durchgeführt. Durch eine Fernüberwachung ist jede Alpha-Anlage erweiterbar und betriebssicherer. Mit der Cut-Monitor-Funktion kann der Bediener von zu Hause oder einem anderen externen Platz die Anlage überwachen und den Status der Maschine jederzeit überprüfen. Sämtliche Erosionsdaten, Maschinenkoordinaten, Maschineneinstellungen, Programm und Programmstand werden angezeigt und ermöglichen externe Entscheidung und Eingriffe.Mit einem Industrie-Robotersystem lassen sich die Maschinenlaufzeiten optimieren und gleichzeitig die Produktionskosten senken. Der variable Industrieroboter ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Spannsysteme und - durch einen Greiferwechsel - die Entnahme des Ausfallteils. Damit ist der Schritt zur bedienerlosen Bearbeitung getan. Ebenso können auch Palettenwechsler von Zulieferunternehmen wie Erowa, Hirschmann und System 3R an den Drahterodieranlagen installiert werden. Die Werkstückvoreinstellung wird dabei vorab auf einer Messmaschine vorgenommen.Programmtechnisch werden die Drahterodieranlagen durch die verschiedensten Programmiersysteme für bis zu fünf gesteuerte Achsen unterstützt. Speziell steht mit PC-Fapt-Cut ein System zur optimalen NC-Programmerstellung zur Verfügung. Im Dialog mit dem Programmierer werden die Geometrie erstellt oder DXF- beziehungsweise IGES-Files verarbeitet. Damit sind komplexe Teile wie Zahnräder, Ellipsen oder Konusbearbeitungen möglich.