Zoller venturion: Messtechnik für die Fabrik der Zukunft

Anbindung an die Zukunft: Zoller-Einstell- und Messgeräte in Kombination mit den TMS Tool Management Solutions passen sich den aktuellen Anforderungen an eine moderne Fertigung an und bereiten darauf vor, den künftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Die Anforderungen, die sich aus dem Kontext Digitalisierung und der weltweiten Vernetzung von Unternehmen an ein Einstell- und Messgerät der Zukunft ergeben, liegen auf der Hand: Vernetzbarkeit im Fertigungsprozess, die Möglichkeit mit neuen Anforderungen mit zu wachsen (Ausbaufähigkeit), eine einfach bedienbare Softwareoberfläche – präzise Messungen vorausgesetzt. Dies ermöglicht das Premium-Einstell- und Messgerät venturion mit der in über 40 Jahren in-house entwickelten Software pilot. Diese ist einfach zu bedienen, vermisst jedes Werkzeug anhand zahlreicher Parameter, verfügt über stabile und hochpräzise Messverfahren und kommuniziert mit weiteren Systemen in der Fertigung.

Zeitgemäße Einstell- und Messgerätelösung vor dem Hintergrund des digitalen Wandels: venturion in Kombination mit pilot.

Ing. Wolfgang Huemer
Geschäftsführer Zoller Austria

„Voraussetzung für eine smarte Zerspanung ist eine durchgängige Qualität in der Werkzeugdatenbank, um die Prozesssicherheit zu gewährleisten. Durch die zahlreichen Importmöglichkeiten aus Cloud-Lösungen ermöglicht das Zoller-Toolmanagement die effiziente und fehlerfreie Datenbereitstellung. Damit bietet Zoller für alle Belange der Werkzeugbereitstellung, von der Datenqualität bis hin zur Datenübertragung an die Bearbeitungsmaschine, eine durchgängige Lösung.“

Einfach in der Anwendung – präzise im Ergebnis

Intuitive Bedienung heißt, über regionale und kulturelle Grenzen hinweg, ohne spezielle Fachkenntnisse ein Werkzeug zu vermessen und die Daten verwalten zu können. pilot ermöglicht dies nicht nur dank selbsterklärenden Icons, sondern auch durch die zahlreichen Funktionen, die den Bediener durch die Messungen navigieren und begleiten. So zum Beispiel der Messprogrammassistent elephant: Er zeigt dem Bediener anhand von Grafiken und eingezeichneten Parametern, welches Messverfahren das für sein Werkzeug geeignetste ist und führt ihn sicher, schnell und vollautomatisch zum geforderten Messergebnis. Dieser Messablauf wird anschließend zum betreffenden Werkzeug gespeichert und steht für die Zukunft zur Verfügung.

Für die Datenanlage von komplexeren Werkzeugen wird der Bediener durch fored unterstützt. Dieser fotoreale Eingabedialog führt den Mitarbeiter Step by Step im Dialogfenster durch den Prozess – sodass das Einstellgerät auch von fachfremdem Personal problemlos bedient werden kann. Dies gilt auch für alle Messprogramme – so auch für das Messprogramm contur zur Ermittlung der Konturtreue an Vollradiusfräsern. pilot ermittelt die Radiuskontur vollautomatisch und wertet diese in Bezug auf obere und untere Toleranz aus. Dies geschieht bedienerunabhängig: der Optikträger verfährt präzise und vollautomatisch über die CNC-Steuerung an die gewünschte Positionen. Grundsätzlich kann bei allen Einstell- und Messvorgängen der zu vermessende Punkt der Schneide überall im Messfenster positioniert sein, da das komplette Blickfeld der Kamera kalibriert ist. pilot vermisst präzise, egal an welcher Stelle.

Doch nicht nur die Einstell- und Messgeräte-Software, auch durchdachte Hardware- und Elektronikdetails am venturion sind für seine Präzision ausschlaggebend. Der Optikträger, der die kalibrierten Kameras an der Werkzeugschneide positioniert, verfährt mithilfe von Uhing-Antrieben und einem Servomotor. Im Gegensatz zum Linearantrieb verläuft die Bewegung des Uhing-Antriebs umkehrspielfrei, flüssig und schnell – über den gesamten Verfahrbereich. Zoller setzt seit dem Jahr 1991 auf diese Kombination. Dank der Rutschkupplung besteht außerdem eine mechanische Entkopplung von Motor und angetriebenem Element bzw. Optikträger und sorgt somit für hohe Sicherheit. Der Bediener kann jederzeit in den Prozess eingreifen und den Optikträger manuell anhalten. Die hohe Qualität und lange Lebensdauer der Komponenten zahlt sich durch geringen Wartungsaufwand aus.

Werkzeuge schnell und einfach finden statt suchen – mit der Lagerortverwaltung in den TMS Tool Management Solutions, auch als App.

Vernetzung mit Fremdsystemen

In einer vernetzten Fertigung müssen die korrekten Daten genau dort ankommen, wo sie in diesem Moment benötigt werden. Für die Werkzeugdaten ist dies durch die zentrale Werkzeugdatenbank z.One gewährleistet. Das Einstell- und Messgerät und die TMS Tool Management Solutions Software greifen auf ein und dieselbe Datenbank zu. Die Tool Management Software kann zudem direkt auf dem Messgerät und / oder zusätzlich an externen Arbeitsplätzen genutzt werden. Die Vorteile für den Anwender liegen auf der Hand: eine einheitliche Bedienoberfläche, die Verknüpfung der realen und virtuellen Werkzeugdaten vom Datenimport und CAM-System über eine transparente Lagerorganisation bis an die Maschine. Periphere Bereiche wie die Bedarfsermittlung, das Bestellwesen, bis hin zur Nachschärfabwicklung werden hierbei ebenfalls berücksichtigt.

Es gibt unterschiedlichste Möglichkeiten die zentrale Datenbank mit Werkzeugdaten zu füllen – die einfachste davon ist der Datenimport aus der Cloud. Parametrisierte Daten sowie 2D- und 3D-Grafiken, Sachmerkmale und Technologiedaten lassen sich einfach und schnell aus der Cloud in die Zoller-Werkzeugdatenbank z.One importieren. Dank der DIN 4000-Normierung ist der Import aus Werkzeugportalen der Werkzeughersteller noch schneller. Die eingegebenen oder importierten Sachmerkmale ersparen die mühevolle Eingabe der Daten per Hand, die Erstellung der 2D- oder 3D-Grafiken von Werkzeugen und garantieren eine prozesssichere Montage.

Neben der Einstell- und Messgeräte-Software pilot sind durchdachte Hardware- und Elektronikdetails am venturion für seine Präzision ausschlaggebend.

Simulieren mit realen Werkzeugdaten

Die Grundlage für das Programmieren einer realitätsnahen Bearbeitungsstrategie bildet der klar definierte Werkzeugzusammenbau durch Einzelkomponenten in Stücklisten im Toolmanagement-System TMS Tool Management Solutions. 2D- und 3D-Zeichnungen werden auf Basis DIN 4000/4003/ISO 13399 generiert und können bei Bedarf über den 3D-Editor bearbeitet werden. Zusätzlich können 3D-Modelle von Werkzeug- und Komponentenherstellern importiert und mit dem integrierten 3D-Editor virtuell mit bereits vorhandenen Komponenten zu neuen Komplettwerkzeugmodellen zusammengefügt werden. Diese neuen Werkzeugmodelle stehen dann sowohl als 2D- wie auch als 3D-Zeichnungen für die weitere Verwendung zur Verfügung.

Doch welcher Anwender kennt diese Situation nicht: Die programmierten Soll-Daten der Werkzeuge stimmen nicht mit den realen Ist-Daten des Werkzeugs überein. Dies kann zu teuren Kollisionen an der Maschine führen. Um dies zu vermeiden kann am Einstellgerät mit dem Messprogramm 3dScan ein 3D-Ist-Modell mit der exakten Kontur des rotationssymmetrischen Werkzeugs erstellt werden. Dieses Modell wird automatisch generiert, kann in externe Systeme wie CAD/CAM- und Simulationssysteme exportiert und für die Kollisionskontrolle anhand von realen Werkzeug-Ist-Daten weiterverarbeitet werden.

Diese Verknüpfung von realen und virtuellen Werkzeugdaten ist wesentliche Voraussetzung für kollisionsfreies Arbeiten. Die Verifizierung der vorgegebenen Soll-Daten mit real gemessenen Ist-Daten und deren Vergleich ermöglicht eine effiziente Produktionsweise und die wirtschaftliche Fertigung selbst von Losgröße 1 – kein Ausschuss, Gutteile sofort auf Anhieb.

Direkte Datenübertragung an die Maschine

Nachdem das gewünschte Werkzeug aus dem Lager geholt und am Einstell- und Messgerät vermessen wurde, können die Ergebnisse und die dazugehörigen Werkzeugdaten entweder als Etikett oder Protokoll ausgedruckt oder direkt an die Maschine übertragen werden. Wenn auch die durchgängige Nachverfolgung des kompletten Werkzeugkreislaufs mittels Track&Trace-Systemen heute noch Forschungsgegenstand ist, so ist die Datenübertragung für einzelne Prozessschritte bereits Realität: zum Beispiel die direkte Kommunikation zwischen Einstellgerät und Werkzeugmaschine. Weltweit gibt es eine Vielzahl an Maschinenherstellern, bei welchen unterschiedliche Steuerungssysteme zum Einsatz kommen. Mit Zoller ist die sichere Werkzeugdatenübertragung heute bereits herstellerunabhängig möglich: via Etikett, RFID-Chip, Postprozessor oder auch durch übergeordnete Fertigungsleitsysteme.

Eine einfache, jedoch höchsteffiziente Variante ist die Verschlüsselung der Ist-Daten in einem DataMatrix-Code, der mit einem an der Steuerung der CNC-Maschine angeschlossenen Lesegerät gescannt wird. Ebenso einfach ist der Datentransfer mittels RFID-Chip: der RFID-Chip wird mit den Ist-Daten durch eine Werkzeugidentifikationseinheit am Einstell- und Messgerät beschrieben und kann so von der Werkzeugmaschine automatisiert eingelesen werden. Darüber hinaus besteht seit vielen Jahren die Möglichkeit die Daten via Postprozessor steuerungsgerecht aufzubereiten und per Mausklick in die Maschinensteuerung zu übertragen.