Schon allein durch ihr geringes Gewicht bei minimaler Baugröße und dem, im Verhältnis dazu erstaunlichen Verstellweg für das Werkzeug, markieren KOMET KomTronic® U-Achssysteme der neuen Generation den höchsten verfügbaren Entwicklungsstand. Im modularen Baukasten bietet die KOMET GROUP nun optional ergänzend ein direktes Wegmesssystem an. Die damit im Vergleich zum üblichen indirekten Wegmesssystem signifikant verbesserbaren Wiederholgenauigkeiten kennzeichnen die mechatronischen Werkzeugsysteme von KOMET® ebenfalls als „State of the Art“.
Die mechatronischen KOMET KomTronic® U-Achssysteme bestehen im Wesentlichen aus jeweils einem kompakten Plan-drehkopf mit Einfachschieber, der mittels Servomotor und Gewin-despindel angetrieben wird. Die Energie zur Versorgung der Elektronik und des Antriebs wird berührungslos induktiv in das U-Achssystem übertragen. Ebenso werden die Daten induktiv mit dem U-Achssystem ausgetauscht. Spindelseitig ist ein so genannter Stator angebaut. Er ist segmentförmig ausgeführt, was einen automatischen Werkzeugwechsel erlaubt. Auf der U-Achsseite gewährleistet die ringförmige Induktiv-Übertragungseinheit (Rotor) den sicheren Daten- und Energieaustausch in jeder Winkellage, auch unter Einfluss von Kühlschmiermitteln. So sind die mechatronischen U-Achssysteme automatisch einwechselbare NC-Achsen. Dank frei programmierbarer und dynamisch während der Bearbeitung einstellbarer Schneide ermöglichen sie beliebige Kontur- und Drehbearbeitungen an nicht rotationssymmetrischen Teilen. Dazu wird die U-Achse mit der Z-Achse der Maschine interpolierend verfahren. Zusammen mit maßgeschneiderten Aufsatzwerkzeugen und optimal ausgewählten Wendeschneidplatten können Konturen in Bohrungen oder Außenbearbeitungen realisiert werden. Mit den mechatronischen Werkzeugsystemen lassen sich Fertigungszeiten erheblich verkürzen sowie verbesserte Oberflächenqualitäten und höhere Formtreue erreichen. Darüber hinaus wird die Werkzeugvielfalt reduziert und es erübrigt sich die Anschaffung von Formwerkzeugen.
Flexibilität aus dem Baukasten
Der Entwicklungsstand der heute im Standardprogramm der KOMET GROUP erhältlichen KOMET KomTronic® U-Achssysteme basiert maßgeblich auf dem Technologieprojekt der KOMET KomTronic® HPS (high-precision-systems) für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen. Hier sind die Ziele im We-sentlichen ausgerichtet an hohen Drehzahlen, wofür unter anderem kompakte Bauformen mit reduzierten Massen notwendig sind. „Gleichzeitig steht neben der Miniaturisierung die Modularisierung zur Erhöhung der Flexibilität und Erweiterung des Einsatzspektrums im Focus“, erklärt Dr.-Ing. Jürgen Fronius, Leiter des Geschäftsbereichs Mechatronik der KOMET GROUP . Den aktuellen Entwicklungsstand erklärt Fronius am Vergleich der bewährten Variante UAS-160/125 mit der neuen Generation. Die historisch gewachsene Bauform des UAS-125 für HSK63 Schnittstellen ist nach wie vor gefragt in Applikationen mit unkritischen Störkonturen und in Maschinen mit ausreichend dimensionierten Werkzeugwechslergewichten. Mit einem Gewicht von 7,6 Kilogramm und 125 Millimeter Kopfdurchmesser sind Drehkonturen bis ±6 Millimeter Hub realisierbar. Der UAS-115 der neuen KomTronic-Generation wiegt dagegen nur noch 6,4 Kilogramm und ermöglicht bei einem Kopfdurchmesser von lediglich noch 115 Millimeter einen stattlichen Hub von ±11 Millimeter.
Als eine wesentlich für die kompaktere Bauform entscheidende Kom-ponente nennt Fronius die Antriebseinheit, die im Rahmen der Ent-wicklung des HPS-Projektes als miniaturisiertes Modul entstand: „Darin sind die motorische Einheit und die Verstellmechanik in einem Grundkörper integriert.“ Darauf adaptiert wird das jeweilige Planschieber-Modul. Die Komponenten für die Energie- und Da-tenübertragung machen dann ein U-Achssystem komplett. Im gleichen Aufbau gibt es ergänzend zur HSK63-Variante noch HSK100-Ausführungen. Auf Grund der Modularität lassen sich mit diesen beiden Kopfgrößen mehrere U-Achs-Varianten in Größe und Gewicht mit unterschiedlichen Radialhüben mit 22 beziehungsweise 50 Millimeter realisieren.
1:1-Wegmessung am Schieber
Was ebenfalls in Folge des HPS-Technologieprojektes entstand, ist ein direktes Wegmesssystem: Von der KOMET GROUP erstmals zur AMB 2010 präsentiert. Üblicherweise sind die mechatronischen Werkzeugsysteme mit einem in die Antriebseinheit integrierten indi-rekten Wegmesssystem ausgestattet. Die neue direkte Wegmessung berücksichtigt nun auch die Störgrößen aus der Mechanik von der Motorwelle über das Getriebe bis hin zur Gewindespindel. Mit der direkten Wegmessung kann nun unmittelbar am Schieber gemessen und mit der Steuerung reagiert werden. Das bedeutet trotz der bislang schon hohen Präzision noch mal eine erhebliche Verbesserung der Widerholgenauigkeiten. Damit einhergehend verbessern sich die Aus-gleichsmöglichkeiten bei fortschreitendem Verschleiß. Außerdem ergänzt Fronius: „Kombiniert man beide Wegmesssysteme, lässt sich eine Verschleiß-, sprich Zustandskontrolle einrichten, in dem die Wegdifferenzen bzw. die Umkehrlose über Zeit betrachtet werden“. Dass diese optionale Form der Wegmessung je nach Anforderung vom Kunden gewählt werden kann, ist ebenfalls ein Vorteil der konse-quent von der KOMET GROUP betriebenen Modularität, mit dem das Standardprogramm der KOMET KomTronic® U-Achssysteme angeboten wird. So betrachtet ist auch die Modularität „State of the Art“ im Bereich der mechatronischen Werkzeugsysteme.
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