Unrundschleifen auf CNC-Schleifmaschinen ist nur mit passender Software möglich

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Was steckt eigentlich hinter dem Unrundschleifen auf Universalschleifmaschinen? Vor der Einführung der CNC-Technik wurde ausschließlich mit dem Kopierverfahren gearbeitet. Mit aufwändigen Herstellverfahren wurden Kopierschablonen produziert. Dies geschah in mehrfacher Ausführung, weil versucht wurde, die Formverzerrung, hervorgerufen durch die kleiner werdenden Schleifscheibendurchmesser, beim Abrichten zu kompensieren — sozusagen eine mechanische Werkzeugradiuskorrektur und Verschleißkompensation. Die modernen CNC-Schleifmaschinen haben dieses Vorgehen völlig eliminiert.

Heute wird die Anpassung der Werkzeugradiuskorrektur über die Einhaltung einer vorgegebenen Formfehlertoleranz gesteuert. Die extrem hohe mechanische Grundgenauigkeit der Werkzeugmaschinen wurde weiter gesteigert, aber ausschlaggebend für die Prozessbeherrschung und die Genauigkeit sind vor allem die Auslegung und Regelung der Achsantriebe und die Software für die Prozessführung.

Ersteres wird heute einerseits durch den Maschinen- und Steuerungshersteller beeinflusst und hat bereits einen hohen Stand erreicht, werden doch selbst die kleinsten Inkremente von momentan 0,0001 mm auf die Werkstückoberfläche übertragen. Beweis dafür sind Messergebnisse, aber vor allem auch optische Prüfungen, welche unterhalb des messbaren Bereiches liegen und zeigen, dass die beiden interpolierenden Achsen (Rundachse C und lineare Zustellachse X) perfekt zusammenarbeiten. Dabei muss man sich vor Augen führen, dass sich die Achsen an bestimmten Partien von Unrundformen nahe der Eilganggeschwindigkeit bewegen und dabei Formgenauigkeiten im Mikrometer-Bereich einhalten können.

Software führt komplexe Berechnungen durch

Der zweite bedeutende Einflussfaktor, die Software, muss einerseits die Sollvorgaben für die Achsbewegungen liefern und andererseits die erforderliche Bearbeitungsstrategie ermöglichen. Um die Sollvorgaben für die Bewegungen aus der Strategie heraus zu berechnen, steckt viel komplexe Mathematik in der Software. Dabei werden vor allem die sich dauernd ändernden Eingriffverhältnisse entlang einer Unrundform berücksichtigt.

Es wird versucht, möglichst konstante Prozesse zu schaffen und zu halten. Dabei gilt es Vieles zu berücksichtigen, beispielsweise die geometrische Position und Geschwindigkeit des Berührungspunktes zwischen Werkstück und Werkzeug oder das zerspante Volumen bei jedem Winkelinkrement. Es soll das Potenzial der Kinematik der Achsen voll ausgenutzt, aber nicht überfordert werden. Außerden muss die Bedienung so einfach wie die von ganz normalen Rundschleifzyklen sein.

Ein bewährtes Softwaremodul für den universellen Unrundschleifbereich ist Studer Form HSM. Für spezielle Teilefamilien wie die Stanz- und Pressstempel (Bild 5) wurde daraus Studer Punch entwickelt, welches teilespezifische Bearbeitungsstrategien unterstützt, vor allem wenn die Stempelquerschnitte aus dem Vollen heraus bearbeitet werden. Zudem ist es von der Benutzeroberfläche perfekt auf die Anforderungen dieses Geschäftsfeldes abgestimmt.

Nur wenn das ganze System mit all den voneinander abhängigen Einflussgrößen beherrscht wird, können auf Anhieb gute Teile geschliffen werden. Außer den Eingaben, wie sie bei Standardrundschleifzyklen auch gemacht werden, wird bei den beiden Softwaremodulen alles automatisch vorgeschlagen, berechnet und generiert. Trotzdem hat der geübte Benutzer die Möglichkeit, überall einzugreifen, falls er das möchte.

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