Navigation zeigen

Eine enge Partnerschaft zwischen ROLLOMATIC und FANUC, um das Beste liefern zu können, was Industrie 4.0 auf dem Gebiet des Schärfens zu bieten hat

Aufgabe: 

Konstruktion einer neuen Präzisionsschleifmaschine mit 6 simultan interpolierten Achsen, bei der Hydrostatik und Linearmotoren sowie ein Gelenkarmroboter kombiniert werden.

Lösung:

Aufgrund einer langjährigen Partnerschaft entschied sich Rollomatic für eine komplette FANUC Lösung in Form einer 30i-B CNC. Die intelligente Integration eines FANUC Roboters LR Mate 200iD/7L bietet einen hohen Grad an Flexibilität und Autonomie. 

Ergebnis:

Mit der GrindSmart®830XW werden Schneidwerkzeuge so bearbeitet, dass deren Oberflächengüte und Schneidkantenqualität über den marktüblichen Standards liegen. 


Indem Rollomatic seine GrindSmart®-Reihe um Durchmesser bis 32 mm erweitert hat sowie durch die absolute Präzision und die Kombination von Linearmotoren mit hydrostatischen Führungen, durch die Automatisierung ihrer Maschinen mithilfe von FANUC Robotern und -CNC-Systemen gelingt es Rollomatic, seine Schärfmaschinen an der Spitze der Qualitäts- und Produktionspyramide zu positionieren. Dies passiert in der Schweiz und ist für die gesamte Welt des Schärfens und Schleifens interessant. ROLLOMATIC, der Hersteller von hochpräzisen Schärf- und Schleifmaschinen, brachte bereits vor 26 Jahren seine erste 6-Achsen-CNC-Maschine auf den Markt. Unter der Leitung von Jean-Marc Dick entwickelte das Konstruktionsbüro 1993 in enger Zusammenarbeit mit FANUC Schweiz eine für die damalige Zeit revolutionäre Maschine: die CNC600. Seither ist Fanuc zum Alleinlieferanten von digitalen Steuerungen für die führende Schweizer Marke geworden. GrindSmart®830XW, ein robotergestütztes 6-Achsen-Schleifzentrum, das Linearmotoren und Hydrostatik kombiniert, stellt für beide Partner einen Technologiesprung dar und ist ein Meilenstein in der Geschichte der Herstellung und des Schleifens von Schneidwerkzeugen. Für Rollomatic ist diese Innovation gleichbedeutend mit dem ersten Schritt in den Markt für Werkzeuge mit einem Durchmesser von mehr als 16 mm. Schauen wir uns gemeinsam mit den Hauptakteuren in diesem spannenden Abenteuer die Entstehung dieser in jeder Hinsicht revolutionären Neuerung an.

ÜBER ROLLOMATIC

1953 gründete Francis Rollier in La Neuveville in der Nähe von Neuchâtel/Neuenburg das namensgebende Unternehmen, um hochpräzise rotierende Schneidwerkzeuge für die Uhrenindustrie zu produzieren. Da die damaligen Schneid- und Schleifmaschinen für seine Zwecke nicht ausreichend präzise waren, entschied er sich, eigene, bessere Maschinen zu entwickeln und zu bauen. Ab 1985 begann er gemeinsam mit seinem Sohn Michael diese Maschinen unter dem Namen „Roll-o-Matic“ zu vermarkten. 1989 errichtete der heutige Geschäftsführer, Michel Rollier, die Rollomatic SA. Das Angebot an Schleifmaschinen für CNC-gesteuerte Werkzeugschleif- und Schärfmaschinen wurde weiterentwickelt und drückte der Industriewelt einen technologischen Stempel auf, insbesondere mit dem vollautomatischen 6-achsigen CNC600-Schleifzentrum. „Wir waren damals etwa zwanzig Mitarbeiter in der Firma“, erinnert sich Jean-Marc Dick. „Die technische Unterstützung durch einen führenden Lieferanten von CNC-Systemen und Servomotoren war für diese Entwicklung unerlässlich“, betont er. 

Eine Geschichte von Menschen und Innovationen

Die geographische Nähe von Fanuc Schweiz mit Sitz in Biel erwies sich als Vorteil für eine enge Zusammenarbeit. „Unser Bestreben, in internationale Märkte vorzudringen, insbesondere die Gründung unserer US-Niederlassung im Jahr 1994, veranlasste uns auch dazu, die Dienste eines globalen Anbieters wie Fanuc in Anspruch zu nehmen“, fügt Damien Wunderlin, Direktor Marketing und Vertrieb bei Rollomatic, hinzu. Inzwischen ist FANUC Schweiz mehr als nur ein Partner, sie sind das Herz und das Hirn der Rollomatic-Maschinen. „Seit ich 1998 zu FANUC Schweiz kam, habe ich einen großen Teil meiner Zeit im Konstruktionsbüro von Rollomatic verbracht“, sagt Claude Amsler, der für die technische Schnittstelle zwischen FANUC Schweiz und Rollomatic verantwortlich ist. Die 2002 von Rollomatic erbaute Produktionsstätte Le Landeron ist nur zwanzig Minuten von Biel entfernt, was für ihn sehr praktisch ist. Mit diesem 12.000 m2 großen Werk, das nach Lean-Manufacturing-Grundsätzen organisiert ist, und in dem 350 Mitarbeiter aus vier Kontinenten beschäftigt sind und jährlich zwischen 500 und 650 Maschinen gebaut werden, ist Rollomatic heute DER weltweite Referenzhersteller für hochpräzises Schärfen und Schleifen. Rollomatic GrindSmart® Schleifmaschinen sind mit der Programmiersoftware VirtualGrind®Pro ausgestattet, die für das Rundschleifen konzipierte ShapeSmart®-Maschine nutzt die Software ShapeSmart®Pro, und die LaserSmart®Pro wird in den LaserSmart®-Modellen für die Laserbearbeitung eingesetzt. Alle diese Softwareprodukte wurden von Rollomatic entwickelt. Sie kommen in den meisten Fanuc 30i-B- und 32i-B-CNC-Steuerungen zum Einsatz, die bei diesen Baureihen verwendet werden.

Spitzenleistung in Sachen Präzision ... 

Die GrindSmart®830XW wurde für die Klein- und Großserienfertigung von Werkzeugen mit Durchmessern von 1 mm bis 32 mm entwickelt und kombiniert das Beste aus Achsantriebstechnik mit Konturensteuerung und automatischem Laden von Werkzeugen und Schleifscheiben. Auf kleiner Stellfläche (2.500 x 2.335 mm) integriert der gusseiserne Rahmen die Kinematik der 6 Achsen auf Linearmotoren für die X-, Y- und Z-Achse und auf Torquemotoren für die Drehachsen (A, B und C), und all das wird von FANUC geliefert. Über optische Encoder mit einer Auflösung bis zu 1 Millionstel Grad werden die A- und B-Achse gesteuert, die jeweils um 240° gedreht werden können, wodurch es möglich ist, automatisch linke und rechte Spiralen auszuführen. Die C-Achse kann sich bei gleicher Messauflösung mit bis zu 1000 U/min drehen. Mithilfe eines integrierten Messsensors, der vom CNC-System FANUC 30i-B gesteuert wird, kann jede Laufabweichung eines Werkzeugs erkannt werden. Ein Modul in der Rollomatic VirtualGrind®Pro Software gleicht diese dann automatisch aus, indem die Achsbewegungen mit der tatsächlichen Werkzeugachse korreliert werden. Obwohl sie viel teurer in der Installation ist, fiel die Entscheidung auf die hydrostatische Führung für Linearachsen mit Öldruck, da diese doppelte Vorteile in Bezug auf Präzision und Dynamik bietet. Zum einen kompensiert das hydrostatische System jede noch so geringe Achsneigung. Zum anderen garantiert das gekühlte Schmieröl, das für diese Führung verwendet wird, die nahezu perfekte thermische Stabilität aller Bewegungen. Mit einer Steuerung nach absoluten Regeln und einer Auflösung von 0,01μm sorgen FANUC Linearmotoren für äußerst präzise Bewegungen. Darüber hinaus ermöglicht das technologische Prinzip der Linearmotoren eine sofortige Reaktion auf die Befehle der FANUC CNC, wodurch jegliche mechanische Trägheit eliminiert wird.

 „Die gut geschützten Magnete in den FANUC Linearmotoren sind mit einem Einfallswinkel positioniert, der eine perfekt geregelte Vorschubbewegung erzeugt“, fügt Claude Amsler hinzu.

Somit sind die GrindSmart®830, 630 und 530 die ersten Maschinen, die bei Präzisionsschleifzentren dieses Maß an kontinuierlicher Positioniergenauigkeit und Bewegungsdynamik kombinieren.

... trifft auf erstklassige Automation 4.0

Oberhalb der Spindelachse verfügt das Schleifscheibenmagazin über 15 Stationen. Jede Station ist mit einem individuellen Schmiersystem ausgestattet und kann 3 Scheiben aufnehmen. Die Autonomie, die dieses Magazin bietet, ermöglicht somit einen kontinuierlichen, unüberwachten Betrieb mit mehreren Zwillingsscheiben. Noch größere Autonomie wird durch die geschickte Installation eines FANUC LR Mate 200iD 7L Roboters auf der linken Seite der Maschine erzeugt. Aus in seiner Arbeitsumgebung vorbeladenen Kassetten beschickt der Roboter automatisch die Maschinenspindel und ermöglicht so einen unbeaufsichtigten Nacht- oder Wochenendbetrieb. Per Doppelgreifersystem wird das fertige Werkzeug entladen und das zu schleifende Rohteil innerhalb von Sekunden geladen. Der Roboter und die numerische Steuerung kommunizieren über ein vollständig von FANUC verwaltetes System. „Die 830XW verfügt über einen zuverlässigen und präzisen Mehrfach-Gelenkroboter, der mit einem Sichtsystem für das Schleifen von Platten auf der 630XW eingesetzt werden und zusätzliche Aufgaben ausführen kann“, betont Jean-Marc Dick. Die intelligente und automatisierte GrindSmart® 830XW ist somit bereit für die Integration in intelligente Präzisionsschleifbetriebe 4.0. Bei der Berechnung der Rentabilität dieser Investition sollten daher die Qualität der ausgeführten Arbeit, die Null-Fehler-Garantie sowie die Autonomie der Maschine, die die Gesamtwirtschaftlichkeit optimiert, berücksichtigt werden.

Eine neue Vision für die Bearbeitung von Schneidwerkzeugen

Als Entwickler langfristiger Industrieprojekte hat Rollomatic mit diesem wettbewerbsfähigen Modell, das Durchmesser bis zu 32 mm schärfen kann, eine neue Vision für Schärfmaschinen entworfen und gebaut. Die geometrische Präzision und die Oberflächenqualität der auf den GrindSmart®-Maschinen hergestellten Werkzeuge zeugen von einer Leistungsfähigkeit auf dem Gebiet des Schleifens, die ihresgleichen sucht. Die Wertschöpfung, die durch die Investition in diese Produktionsmittel der Spitzenklasse erzielt wird, hebt sie von der Konkurrenz ab. Indem das Unternehmen bei seinen Innovationsanstrengungen auf die Kompetenzen von FANUC Schweiz, auf die Offenheit der FANUC CNC-Steuerungen, auf die Linearmotortechnologie und auf das weltweite FANUC Netzwerk setzt, ist es Rollomatic möglich, neue Projekte für die Herstellung von Hochleistungs-Schneidwerkzeugen in Angriff zu nehmen. „Vor einigen Jahren beschlossen wir, uns den Herausforderungen der Roboterisierung und der Erweiterung unseres Angebots auf größere Durchmesser zu stellen“, erklärt Damien Wunderlin,  und fügt hinzu: „Und im Hinblick auf die digitale Zukunft der nächsten Jahrzehnte konnten wir diese Entwicklung nur am oberen Ende des Marktes positionieren“.

„Mit der Unterstützung von FANUC Schweiz und dem weltweiten FANUC-Netzwerk wird uns dies über unsere Erwartungen hinaus gelingen“, schließt er.