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Werkstückvermessung

Selbst komplizierte Werkstückgeometrien schnell und einfach vermessen

| Autor: Mag. Victoria Sonnenberg

Im Change zu stecken, heißt auch, Entscheidungen zu treffen – anders zu treffen als zuvor. Deshalb entschied man sich bei Framag vor zwei Jahren das erste Mal für Bimatec Soraluce. Auf die Maschine folgte ein innovatives System zur Vermessung großer Werkstücke.

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Mit der Soraluce-Fahrständer-Maschine FP 10.000 hat Framag deutlich seine Kapazitäten erweitert. Zusätzlich fällt mit dem Einsatz von Vset die Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks sehr viel leichter.
Mit der Soraluce-Fahrständer-Maschine FP 10.000 hat Framag deutlich seine Kapazitäten erweitert. Zusätzlich fällt mit dem Einsatz von Vset die Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks sehr viel leichter.
(Bild: Sonnenberg)
  • Mit der Investition in das Fahrständer-Fräs- und -Bohrcenter FP 10.000 von Bimatec Soraluce konnte Framag seine Kapazitäten stark erweitern.
  • Zusätzlich entschied man sich für das maschinenunabhängige V-Set von Bimatec, mit dem sich selbst komplizierte Geometrien im Vergleich zu konventionellen Methoden schnell und einfach vermessen und dokumentieren lassen.
  • Mit dieser Technologie konnte Framag deutlich seinen Umsatz steigern, mit nahezu gleicher Mannschaft und gleicher Anzahl an Maschinen.

„Wenn aus einer nüchternen Ausschreibung ein Erlebnis wird“, so beschreibt Roland Haas, seit vier Jahren Geschäftsführer bei Framag, rückblickend den Entscheidungsprozess der letzten großen Maschinenneuanschaffung.

Mit Haas als neuem Geschäftsführer hat man sich damals bewusst für eine neue Generation und einen neuen Führungsstil entschieden. Ein Grund und vielleicht sogar der Grund für die Annäherungen zwischen dem Industrieanlagenbauer mit Sitz in Frankenburg (Österreich) und Bimatec Soraluce, Anbieter von modernen Fertigungslösungen.

„Bei Framag und Bimatec Soraluce steckt die gleiche Idee dahinter, dass nicht der Geschäftsführer, sondern der Mitarbeiter im Mittelpunkt steht, weshalb man sich in Gesprächen angenähert hat. So wurde letztendlich auch die Auswahl der Maschine getroffen“, sagt Andreas Lindner, Geschäftsführer Bimatec Soraluce. Und er führt fort: „Bimatec Soraluce kennt Framag bereits sehr lange, man kannte auch die Vorgänger; aber hier Fuß zu fassen, wäre vor zehn Jahren nicht möglich gewesen, weil Framag ganz klar in Wettbewerbshand war.“ Mit Haas als neuem Geschäftsführer diskutierte man nun auf einer ganz neuen Ebene und schaffte es in ein Auswahlverfahren mit sieben Herstellern. In der engeren Auswahl mit zwei weiteren Maschinen sollten die Assistenzsysteme DAS+ und Adaptive Control letztendlich zugunsten von Bimatec Soraluce entscheiden.

Entscheidung fiel auf die FP 10000 von Bimatec Soraluce

„Es war keine leichte, aber dennoch eine gute Entscheidung“, bestätigt Haas. Als man sich für das Fahrständer-Fräs-, -Dreh- und -Bohrcenter FP 10000 von Bimatec Soraluce entschied, stand jedoch fest, dass das alte Fundament genutzt werden sollte. Deshalb wurde es nur geringfügig angepasst, sogar den Heizkreislauf konnte man retten. „Die Investition ist nicht die reine Maschine. Bei unseren Projekten spielt die Umgebung eine große Rolle“, erklärt Lindner.

Aus der Vorgabe, das alte Fundament zu nutzen, sollte sogar eine Zusammenarbeit zwischen beiden Häusern hervorgehen. Da man mit dem Maschinenbett von Bimatec Soraluce zu sehr in die Tiefe gekommen wäre – in diesem speziellen Fall ein Nachteil –, entschied man sich für einen Mix. So wurde das Hydropol-Maschinenbett, eine Spezialität des Hauses Framag, mit der vertrauten Gusskonstruktion von Bimatec Soraluce kombiniert. Zum Hydropol-Spezialbeton, einer hauseigenen Spezialmischung auf mineralischer Basis ohne Polyesterharze und Epoxide, kam Framag, als man damals noch auf der Suche nach einer Nische war und die unterschiedlichsten Produkte beim Kunden vorstellte. Bei Kundenbesuchen wurde immer wieder beobachtet, dass viele mit Schwingungsproblemen zu kämpfen hatten.

„Ein Schlüsselerlebnis war, wovon wir heute noch profitieren, dem Kunden zuzuhören und dann ein technisches Lösungskonzept für das Problem zu erstellen“, sagt Haas. Das sieht man auch heute noch so, dass man weniger ein Maschinenbett als vielmehr eine Problemlösung anbietet. Wenn der Kunde mit seiner Standardbauweise eine bestimmte Qualität nicht mehr erreicht, kommt man dann über eine Beratungs- und Entwicklungsdienstleistung zu einem Hydropol-Bauteil von Framag. Heute ist Framag mit seinen schwingungsdämpfenden Maschinenkomponenten auf den zwei wesentlichen Standbeinen Werkzeugmaschinen und Prüfständen gelandet.

Maschine erlaubt allen Fachkräften die Bedienung

„Um im internationalen Umfeld weiterhin seine Daseinsberechtigung zu haben, hat man mit der FP 10000 nicht nur eine Fräsmaschine, sondern zudem eine moderne Maschine angeschafft, die allen Fachkräften die Bedienung erlaubt“, erklärt Haas die Investition und ergänzt, dass die Assistenzsysteme in der Maschine dabei helfen, am Standort eine bessere Qualität zu produzieren. Dazu kommt in den Linearwälzführungen mit hydromechanischem Dämpfungsschlitten das patentierte Assistenzsystem DAS+ zum Einsatz, das Schwingungen automatisch erkennt und durch Gegenschwingungen eliminiert. Bislang hat sich das System in der Schwerzerspanung bewährt, allerdings fuhr Framag im Vorfeld auch Tests, bei denen geschlichtet wurde. „Da wurde dann festgestellt, dass die Oberfläche im Vergleich zu den Mitbewerbern besser war“, sagt Lindner, selbst überrascht über das positive Ergebnis. Beim Finish konnte man auf der Bimatec Soraluce ein um 15 % besseres Ergebnis erreichen als auf den Mitbewerbermaschinen.

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Mit der Lieferung der Maschine war die Zusammenarbeit allerdings nicht beendet. Man blieb in Kontakt und als Bimatec Soraluce das maschinenunabhängige V-Set vorstellte, entschied man sich bei Framag ebenfalls zum Kauf. Mit V-Set lassen sich Werkstücke ab 1 m³ außerhalb der Maschine vermessen. Stillstandszeiten durch das Ausrichten des Werkstücks entfallen somit.

Worst Case beim Spannen der Bauteile

„Das Vermessen und Dokumentieren der unterschiedlichsten komplexen Schweißkonstruktionen darf weder zu lange dauern noch kompliziert sein, da wir eigentlich nur am Schluss das fertige Teil vermessen und dokumentieren wollen“, begründet Haas die Entscheidung. Sowohl bei Standardteilen als auch bei komplexen Bauteilen können aufgrund von Schweißnähten Abweichungen vorkommen, die eine vorherige Überarbeitung vor der eigentlichen Bearbeitung auf der Maschine erfordern. Im schlimmsten Fall bedeutet das, dass ein Teil über Stunden auf der Maschine gespannt wird und sich dann herausstellt, dass das Teil nicht bearbeitet werden kann.

„V-Set ist für uns ein ganz normaler Lean-Ansatz, durch den wir unseren Umsatz steigern konnten mit nahezu gleicher Mannschaft und gleicher Anzahl von Maschinen“, so Haas weiter. Die Wettbewerbsfähigkeit, die sich durch den Einsatz von V-Set ergibt, unterstreicht auch Lindner: „Wenn fünf verschiedene Firmen das gleiche Bauteil anbieten und man mit V-Set eine Stunde pro Bauteil beim Spannen einspart, dann hat man automatisch einen Preisvorteil, der dem Endkunden zugute kommt.“ Das Angebot kann dadurch realer und schärfer zugeschnitten und die Auftragseingangschance somit erhöht werden.

„Wir erleben derzeit in unserer Branche, dass die Möglichkeit, Aufträge zu bekommen, stagniert. Man muss daher besser werden oder etwas anderes anbieten, um den Umsatz und den Gewinn zu stabilisieren“, ergänzt Lindner. V-Set zielt genau darauf ab, Kosten mit internen Systemen zu reduzieren und Zeit einzusparen.

Klebemagnete halten auch an sehr verschmutzten Flächen

Als man das System bei Framag vorstellte, wurden drei Bauteile gemessen – ein Dreh- und zwei Fräsmaschinenbetten –, die von der Geometrie und Komplexität nicht unterschiedlicher hätten sein können. Darauf wurde sehr großer Wert gelegt, da die Varianz bei Framag sehr hoch ist. Seit Anfang des Jahres ist V-Set bei Framag im Einsatz. Mitgeliefert wird ein Werkzeugwagen mit Magneten, damit sich auch Unterseiten messen lassen, ohne das Werkstück wenden zu müssen. Für die Messung von Bohrungen werden kleine magnetische Messpunkte mitgeliefert. Das System funktioniert so, dass am Bauteil Messpunkte auf Flächen aufgeklebt werden, die auch aussagekräftig sind. „Ein ausschlaggebender Punkt für unsere Entscheidung war auch, dass nicht alle Flächen vorher gesäubert werden müssen. Einige Bauteile werden bei uns prozessbedingt länger gelagert und selbst auf sehr verschmutzten Flächen lassen sich die Klebemagnete problemlos anbringen“, ergänzt Haas.

Über Halbkugeln identifizieren sich die Messpunkte im System

Zu den Aufklebern werden zusätzlich sogenannte Halbkugeln auf dem Werkstück angebracht, die auf der Innenseite Zahlen aufweisen. Auch zu jedem Aufkleber gehört eine Zahl, wodurch sich dieser im System identifiziert. Zum Schluss wird mit diesen Halbkugeln die Referenz zwischen den unterschiedlichen Einzelaufnahmen hergestellt. Die Halbkugeln werden aus verschiedenen Ansichten fotografiert, nur so ist es zum Schluss durch Trigonometrie möglich, die Punkte zu vermessen. Sollte das Werkstück nicht magnetisch sein, können die Halbkugeln auch auf dem Boden vor dem Werkstück platziert werden. Der Abstand der Kugeln muss 700 bis 800 mm betragen und mit jeder Aufnahme müssen immer zwei Stück fotografiert werden.

Mit dem V-Set werden zudem Kalibrierstäbe aus Carbon mitgeliefert, die doppelseitig verwendbar sind und sich ebenfalls durch die Halbkugel in der Software identifizieren. Werden sie mit fotografiert, erkennt man genau am Bauteil die Distanz, die in der Software hinterlegt ist.

Durch die doppelseitige Verwendbarkeit der Kalibrierstäbe können auch sehr lange Bauteile vermessen werden. Man muss lediglich darauf achten, dass man den Stab nicht zwei Mal mit der gleichen Seite fotografiert. Hat man ihn ein Mal verwendet, muss er für den nächsten Einsatz um 180° gewendet werden. Im Anschluss kommt das Koordinatenkreuz an das Bauteil, der Nullpunkt der Punktewolke sozusagen, da es so liegen sollte, wie auch der Werkstücknullpunkt im 3D-Modell ist. Nachdem alles am Werkstück angebracht wurde, fotografiert man die Messpunkte ab. Visuell und akustisch bekommt man nach jeder Aufnahme vom System Rückmeldung, ob das Bild verwendet werden kann oder nicht. Wurden alle Messpunkte abfotografiert, wird im System die Punktewolke am Bauteil ausgerichtet. Dazu muss sie eventuell noch rotiert werden, bis sie auf der Oberfläche liegt, was wenige Minuten in Anspruch nimmt.

Ziel ist, jedes Bauteil mit V-Set zu vermessen

Im Anschluss werden die einzelnen Punkte identifiziert und eindeutig durch den Mitarbeiter zugeordnet. Hat das System einen Messpunkt falsch zugeordnet, lässt sich dieser händisch auf die richtige Stelle platzieren. „Wir sind derzeit noch in der Umstellung, aber immer mehr Bauteile werden bei uns mit dem V-Set gemessen“, sagt Haas. Ein Ziel ist, jedes Bauteil damit zu vermessen ab einer Größe von 1 m³. Im Anschluss erhält man den V-Set-Bericht, aus dem jeder die für ihn wichtigen Informationen ableiten kann. So hat man beispielsweise vorab mit dem Fräser Punkte abgesprochen, die er für die Bearbeitung benötigt. Er sieht dann im Bericht die Aufmaße, nach denen er die Maschine einrichtet, um so automatisch auf allen Flächen die richtige Bearbeitung zu haben. Vorher musste jede zu bearbeitende Fläche oder Bohrung einzeln eingerichtet werden, das übernimmt bei Framag nun V-Set.

Von der Maschine hin zum Prozess digitalisieren

„Die Entscheidung für V-Set hat sich für uns gelohnt. Wie bei allen modernen Technologien braucht es das entsprechende Umfeld, deshalb werden auch immer mehr Mitarbeiter geschult, das System zu bedienen“, so Haas weiter. „Wir digitalisieren weg von der Maschine hin zum Prozess – das beschäftigt uns derzeit im Anlagenbau. Darauf haben wir auch großen Wert gelegt, dass wir dort einen starken Partner an unserer Seite haben, der die gleichen Wertvorstellungen hat. Das ist einer der Gründe, weshalb sich Bimatec Soraluce und Framag gut verstehen und warum es diese Zusammenarbeit gibt.“

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Mag. Victoria Sonnenberg

Mag. Victoria Sonnenberg

Redakteurin MM MaschinenMarkt, MM MaschinenMarkt

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