Fortschrittliche rotierende Flachschleifmaschinen bieten „endlose Möglichkeiten“ und engere Toleranzen

Aug 18, 2023

Maschinenwerkstätten, die Metall- oder Legierungsoberflächen flach schleifen, um Material zu entfernen oder eine präzise Dicke zu erreichen, verfügen nun über „unendliche Möglichkeiten“, ihre Präzision sowie die Produktionsgeschwindigkeit und -steuerung mit fortschrittlicheren, automatisierten Einheiten zu verbessern.

Heutige rotierende Flachschleifmaschinen verfügen über hochentwickelte Sensoren und Steuerungen, die zuverlässig und in viel kürzerer Zeit engere Maßtoleranzen, Ebenheit, Parallelität und Oberflächengüte erreichen können. Mit der Anlage können flache Metalle, Legierungen und Keramiken vor dem Polieren auf präzise Maße geschliffen werden.

Mit diesen neuen automatischen Schleifmaschinen ist die Kontrolle des Bedieners über den Prozess unübertroffen. Benutzer können die spezifischen Anforderungen eingeben – zum Beispiel: 712 U/min an der Spindel, 22 U/min am Tisch, mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,003 Zoll pro Minute und einem bestimmten Verweilzyklus. Grundsätzlich kann die Maschine so programmiert werden, dass sie nahezu jede Anforderung erfüllt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Schleifgeräten mit manueller Steuerung, die erfahrene Maschinisten erfordern, die mit den Nuancen jeder Maschine vertraut sind, produzieren diese automatisierten Einheiten durchgängig qualitativ hochwertigere Teile in kürzerer Zeit. Aus diesem Grund installieren immer mehr Maschinenwerkstätten neue Schleifmaschinen, die auch von weniger erfahrenem Personal bedient werden können und dennoch die gewünschten Ergebnisse erzielen.

In Maschinenwerkstätten, die mit Metallen und Legierungen arbeiten, werden in den Spezifikationen häufig Faktoren wie Dicke, Parallelität und Oberflächenbeschaffenheit vorgeschrieben. Schleifen wird häufig auch verwendet, um erhebliche Materialmengen zu entfernen und ein Rohblech oder eine Platte auf präzise Abmessungen zu bringen.

Zu diesem Zweck verwenden Maschinenwerkstätten hauptsächlich Flachschleifmaschinen mit einem hin- und hergehenden Tisch und einer horizontalen Spindel, die die Schleifscheibe dreht. Allerdings ist der Prozess sehr langsam.

„Tischschleifmaschinen sind präzise, ​​aber der Materialabtrag ist langsam und es sind mehrere Durchgänge erforderlich“, sagte Erik Lawson, technischer Leiter bei DCM Tech mit Sitz in Winona, Minnesota, einem Entwickler und Hersteller von industriellen Rotationsflächenschleifmaschinen.

Ältere Rotationsflächenschleifer sind eine weitere Option, können jedoch in den Händen weniger erfahrener Bediener problematisch sein. Aufgrund der begrenzten Steuerung der Spindelgeschwindigkeiten sowie der manuellen Steuerung erfordern die älteren Geräte erfahrene Bediener, die komplexe Berechnungen berücksichtigen können. Es sind erhebliche Fachkenntnisse und Erfahrungen erforderlich, was eine Herausforderung darstellen kann, wenn qualifizierte Bediener in den Ruhestand gehen.

Bei modernen Flachschleifmaschinen mit vertikaler Spindel und Rundtisch dreht sich der Tisch, wobei das Werkstück unter einer vertikalen Spindel fest an seinem Platz gehalten wird. Das Schleifen erfolgt nicht über die Umfangskante der Scheibe, sondern über den gesamten Durchmesser der Schleiffläche, was die Schleifleistung und -konsistenz erleichtert.

„Bei Rundtisch-Flachschleifmaschinen läuft das gesamte Teil durch die Scheibe, was effizienter ist als bei hin- und hergehenden Tischschleifmaschinen, bei denen Werkstücke breiter als die Schleifscheibe sein können“, erklärte Lawson.

Heutzutage sind Flachschleifmaschinen mit viel fortschrittlicheren Sensoren und Steuerungen ausgestattet, die automatisch sehr enge Toleranzen einhalten und Material bis auf einen Zehntausendstel Zoll der endgültigen Dicke abtragen. Die digitale Technologie ermöglicht eine Schnittstelle mit benutzerfreundlichen Touchscreen-Bedienelementen. In Kombination mit der Automatisierung müssen die Bediener von Flachschleifmaschinen nicht länger hochqualifizierte Personen sein.

Beispielsweise ermöglichen Rotationseinheiten wie die IG 280 SD von DCM Tech mit einem 24-Zoll-Tisch mit variabler Geschwindigkeit und einem 20-PS-Schleifspindelmotor mit variabler Geschwindigkeit praktisch jedem die Bedienung einer Einheit. Ein Beispiel für die Innovation, die in diesem Modell verfügbar ist, ist die Automatisierung des anfänglichen Kontakts zwischen der Schleifscheibe und dem Teil, der normalerweise vom Bediener verfeinert werden musste. Mit dieser aktualisierten Option erkennt eine fortschrittliche Sensortechnologie Vibrationen und kann nicht nur den Druck des Spindelmotors, sondern auch dessen Geschwindigkeit automatisch feinabstimmen bewegt die Scheibe nach unten auf das Teil. Wenn die Maschine erkennt, dass die Schleifscheibe das Teil berührt hat, beginnt sie automatisch mit dem Schleifzyklus.

„Durch die automatische Teileerkennung entfällt die Notwendigkeit für den Bediener, zeitaufwändige und fehleranfällige „manuelle Touch-Offs“ durchzuführen, bei denen er die [Schleif-]Maschine manuell vorschieben muss, bis sie gerade die Oberfläche des Teils berührt, bevor er sie zurückzieht und neu startet. " sagte Lawson.

Im Hinblick auf die Produktionseffizienz sind die fortschrittlichen rotierenden Flachschleifmaschinen auch viel schneller als die hin- und hergehenden Schleifmaschinen, da die Einheiten vor allen Endbearbeitungsschritten viel näher an die erforderlichen präzisen Abmessungen herankommen können. Diese Fähigkeit kann einige Läpp- und Polierschritte reduzieren oder sogar eliminieren.

Wenn mit einem herkömmlichen Flächenschleifer Material mit Standarddicke abgeschliffen werden muss, bleibt der Bediener kurz vor dem erforderlichen Abtrag stehen und hinterlässt eine unpolierte Oberfläche. Um das restliche Material zu entfernen, musste häufig eine andere Maschine eingesetzt werden – dies kann jedoch übermäßig viel Zeit und Arbeit kosten.

„Eine rotierende Flächenschleifmaschine erledigt die Arbeit einer Säbelschleifmaschine normalerweise in einem Bruchteil der Zeit. Bei der Herstellung von Hartmetallblöcken konnte ein OEM eine 14-fache Verbesserung der Zykluszeit dokumentieren, indem er eine Säbelschleifmaschine durch eine DCM-Rotationsfläche ersetzte.“ Mühle", bemerkte Lawson.

Das Verfahren erzielt außerdem durchweg einen hohen Durchsatz und eliminiert Schwankungen, sodass Maschinenwerkstätten Charge für Charge qualitativ hochwertige Endteile herstellen können.

Darüber hinaus können Bediener über programmierbare Human-Machine-Interface-Steuerungen praktisch jede Anforderung über einen Touchscreen eingeben. Diese Funktion erhöht die Flexibilität der Werkstattabwicklung, sodass jeder Schleiffaktor einfach angepasst werden kann, um zu verhindern, dass ein Problem erneut auftritt.

Bei Routineprozessen kann die Verwendung verschiedener Mahlrezepte mit Parametersätzen für bestimmte Teile die Produktion weiter beschleunigen, die Qualität verbessern und eine schnelle Umstellung erleichtern.

„Für unterschiedliche Kunden, Materialtypen oder sogar Teilenummern können unterschiedliche Mahlrezepte eingestellt werden, sodass nicht zu Beginn jedes Auftrags komplexe Programmierungen oder Daten eingegeben werden müssen“, sagte Lawson. „Für Auftragsvarianten, etwa eine andere Oberfläche oder Teileanzahl, kann ein neues Rezept erstellt werden.“

Die Schleifmaschine kann auch so programmiert werden, dass sie bei nachfolgenden Durchgängen Korrekturmaßnahmen ergreift, wenn das Werkstück beim ersten Durchgang etwas abweicht. Es ist nicht nötig, das Werkstück nach jedem Handgriff aufzunehmen und zu vermessen, wie bei älteren Maschinen.

Laut Lawson ermöglicht die Automatisierung fortschrittlicher Rotationsschleifmaschinen den Bedienern, die Maschine einzurichten und sich dann anderen Aufgaben zu widmen. Die Maschine muss nicht ständig überwacht werden, da sie über eine integrierte Lastüberwachung verfügt.

„Mit der Lastüberwachung kann der Benutzer Grenzwerte festlegen, damit die Maschine das zu schleifende Teil nicht überlastet oder die Spindel überlastet. Wenn etwas Ungewöhnliches passiert, kann sie ohne Unterbrechung oder Abschaltung weiterarbeiten.“

Lawson fügte hinzu, dass die automatisierten Einheiten auch zu einer sichereren und saubereren Werkstattumgebung beitragen, da das Schleifen unter einer geschlossenen Abdeckung erfolgt, die den Schmutz zurückhält und verhindert, dass er in den Arbeitsbereich gelangt.

Da die Toleranzen für das Schleifen von Metallen und Legierungen strenger werden und die Produktionsanforderungen anspruchsvoller werden, werden Maschinenwerkstätten, die die Vorteile fortschrittlicher, automatisierter Rotationsflächenschleifmaschinen nutzen, ihre Konkurrenten übertreffen, selbst wenn erfahrene Bediener in den Ruhestand gehen, behauptete Lawson.

„Mit automatisierten rotierenden Flächenschleifern kann ein Maschinist bereits am ersten Tag zum Mittagessen darin geschult werden, die Geräte zu bedienen“, schloss Lawson. „Es braucht nur ein paar Stunden Schulung, nicht jahrzehntelange Erfahrung wie bei älteren Maschinen.“ Er fügte hinzu, dass derzeit Systeme mit vollständiger Automatisierung entwickelt werden, die einen Roboter zum Laden, Einrichten und Ausführen von Teilen verwenden, ohne dass ein Bediener in der Nähe ist.

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