HEIDENHAIN-Drehgeber ROQ in INDEX-Drehmaschinen

TECHNOLOGIEBERICHTFehlerfreie ÜbergabeDrehgeber ROQ in INDEX-Drehmaschinen
Warum baut INDEX in seinen Drehmaschinen
für die Komplettbearbeitung einen zweiten
Drehgeber an der Z-Achse ein? Sicherheit
und Genauigkeit lautet die Antwort – zwei
unschlagbare Argumente, die die Kunden zu
schätzen wissen.

Multifunktionale Produktionszentren für die Komplettbearbeitung sind das Markenzeichen der INDEX-Gruppe
aus Esslingen am Neckar. Die hochmodernen CNC-Drehmaschinen bieten dem Anwender einerseits Qualität undGenauigkeit, andererseits günstige Produktionskosten
durch kurze Durchlaufzeiten. Dafür verantwortlich ist unter
anderem die genaue Werkstückübergabe von der Haupt- an die Gegenspindel bei der sechsseitigen Komplettbearbeitung. Dabei spielen HEIDENHAIN-Drehgeber
vom Typ ROQ mit DRIVE-CLiQ-Schnittstelle eine maßgebliche Rolle.

Übergabe-Manager: Der HEIDENHAIN-Drehgeber vom Typ ROQ sitzt direkt auf der Z-Achse, die über einen Zahnriemen vom Motor angetrieben wird. (Foto und Titelfoto: INDEX-Werke)2Wie beim Staffellauf„Die Übergabe eines Werkstücks in der Drehmaschine von der Haupt- auf
die Gegenspindel ist wie die Übergabe des Staffelstabs in der Leichtathletik: eine knifflige Sache, bei der selbst Profis bei Weltmeisterschaften oder
bei Olympia immer wieder Fehler passieren. Dabei laufen hochkomplexe
Prozesse ab, die wir in unseren Maschinen beherrschen wollen“, erläutert
Ulrich Baumann, Leiter Gesamtkonstruktion Einspindler bei INDEX, seineZielsetzung. Dass ein Bauteil herunterfällt wie ein falsch übergebener Staffelstab, muss kein Dreher befürchten. Die sichere Übergabe eines Werkstücks
von der Haupt- an die Gegenspindel ist schon lange kein Problem mehr.
Der Teufel steckt vielmehr im Detail, genauer gesagt in der Genauigkeit derÜbergabe.
Denn bei der Übergabe kommt es durch das Lösen und Klemmen derSpannmittel an Haupt- und Gegenspindel zu Krafteinwirkungen auf
das Werkstück und damit auf die gesamte Schlitteneinheit. Dasführt zu Verschiebungen von der ursprünglichen Werkstückposition an der Hauptspindel zur Werkstückposition an der Gegenspindel
nach der Übergabe. „Diese Verschiebungen müssen wir messen, damit
wir sie wieder ausgleichen können“, fährt Ulrich Baumann in seiner Erklärung
fort. „Sonst kann am Ende einer sechsseitigen Komplettbearbeitung die Gesamtgenauigkeit des Werkstücks einfach nicht stimmen, wenn Maße über die erste undzweite Spannung eingehalten werden müssen.“Alle Einflussfaktoren live erfassen
Faustregeln, Erfahrungen, Standardkorrekturwerte oder ein festgelegter Vorhalt helfen hier nicht weiter. Dazu nehmen zu
viele Faktoren Einfluss auf die Verschiebung: Welche Spannmittel kommen zum Einsatz? Aus welchem Material ist dasWerkstück? Wie sind die Oberflächen von Spannmittel und Werkstück beschaffen? Ist das Werkstück dickwandig undstabil oder dünnwandig und empfindlich? Mit welchen Kräften ist es in der Hauptspindel an der noch unbearbeiteten Seite
gespannt und mit welchen Kräften kann es bei der Übergabe von der Gegenspindel an der inzwischen bearbeiteten Seite
gespannt werden? Sogar der verwendete Kühlschmierstoff hat Einfluss auf die Verschiebung. „All diese Faktoren sind bearbeitungsspezifisch und hochindividuell, außerdem spielt dabei immer Reibung eine Rolle – und die ist nie konstant. Alsomüssen wir die Einflüsse live erfassen, wenn wir sie kompensieren wollen“, fasst Ulrich Baumann die Aufgabenstellungzusammen.

TECHNOLOGIEBERICHT
3

Dabei hilft der zusätzliche ROQ-Drehgeber von HEIDENHAIN an der Z-Achse. Um ein Werkstück von der Haupt- an dieGegenspindel zu übergeben, fährt die Maschine die Gegenspindel zunächst positioniert über das Werkstück und die Gegenspindel spannt das Werkstück ein. Bei diesem Spannvorgang kommt es nun zu einer Bewegung der Achse durch dieauftretenden Kräfte, die mit Hilfe des Drehgebers erfasst wird. Die Messwerte übergibt der Drehgeber dann über seine
DRIVE-CLiQ-Schnittstelle an die Steuerung, die sie als Korrekturwerte bei der weiteren Bearbeitung verrechnet. „Mit demzweiten Drehgeber an der Z-Achse sind wir näher an der Schneide und können entsprechend genauer messen als mit demMotorgeber. Dank dieser Anordnung sind wir in der Lage, bei der Werkstückübergabe eine Längenabweichung kleiner alszwei Hundertstel prozesssicher zu realisieren“, ergänzt Eberhard Beck, Leiter Steuerungstechnik bei INDEX.

Viel los in einer INDEX G200: Wer den vollen Innenraum sieht, kann sich die Folgen eines Crashs der Werkzeugträger
mit der Gegenspindel nur zu gut vorstellen. (Foto: INDEX-Werke)

4HEIDENHAIN-Drehgeber bieten Sicherheit als Zusatznutzen
Bei der Suche nach einem geeigneten Messgerät für diese Applikation stießen die INDEX-Entwickler schnell auf denROQ-Drehgeber von HEIDENHAIN. „Er ist klein, kann somit überall angebaut werden und ist völlig unempfindlich gegen
Verschmutzung“, erklärt Eberhard Beck die Wahl. Außerdem lässt er sich dank DRIVE-CLiQ-Schnittstelle problemlos an die
Maschinensteuerung anschließen und verfügt mit einer Singleturn-Auflösung von 24 bit über ausreichende Reserven, um
die geforderte Genauigkeit sicherzustellen.
Eberhard Beck bringt auch noch ein weiteres Argument für den zusätzlichen Drehgeber in die Diskussion ein: den Gewinnan Sicherheit. Um Bauraum zu sparen, verbaut INDEX den Motor für die Z-Achse sozusagen rückwärts unter der Achse
und treibt diese über einen Zahnriemen an. Abhängig vom Späne-Eintrag und von der Maschinenbelastung kann dieser
Zahnriemen reißen, sodass die Spindel stehen bleibt. Der am Motor ohnehin vorhandene Drehgeber würde einen solchen
Zahnriemenschaden nicht detektieren, die Maschine würde die Bearbeitung fortsetzen. „Im schlimmsten Fall könnten danndie Werkzeugträger auf die stehen gebliebene Gegenspindel prallen“, spitzt Eberhard Beck das Worst-Case-Szenario zu:„Dann sind bis zu einer Woche Maschinenausfall und ein Schaden von mehreren Tausend Euro möglich, eine Katastrophe
für jeden Betrieb.“ Sie zu verhindern, gehört auch zu den Aufgaben des HEIDENHAIN-Drehgebers.

Bewegungsfreiheit: Damit eine sechsseitige Komplettbearbeitung möglich wird, muss eine moderne Drehmaschine
wie die INDEX G200 hochkomplexe Bewegungsabläufe aller Achsen aufeinander abstimmen. (Grafik: INDEX-Werke)

TECHNOLOGIEBERICHT
5

ROQ 436 S¢ 
Absolute Drehgeber①¢ Synchroflansch¢ Vollwelle für separate Wellenkupplung②¢ 
Siemens DRIVE-CLiQ-Schnittstelle

①①②②

6

ROQ 436 S­1)2)
3)

Zusammenhang zwischen Arbeitstemperatur und Drehzahl bzw. Versorgungsspannung siehe Allgemeine mechanische Hinweise.
siehe Prospekt Schnittstellen von HEIDENHAIN-Messgeräten; mit nMG = 1 (inkl. Adapterkabel)auch mit Functional Safety verfügbar, Abmessungen und technische Kennwerte siehe Produktinformation7       
   
 

1233034-10 · 5 · 11/2017 · H · Printed in Germany