Mit dem Laser messen, ob die Spindel eiert

Ein sehr wichtiger Aspekt im Bereich Spindelservice ist die Prüfung der Spindeln im eingebauten Zustand. Wenn ein Unternehmen feststellt, dass eine Maschine nicht mehr die gewohnte Präzision erreicht oder Oberflächen nicht in der geforderten Qualität bearbeitet werden, muss zunächst einmal geprüft werden, wo das Problem liegt. Bisher hatten Anwender nur die Möglichkeit, einen Messdorn in die Spindel einzusetzen und manuell per Messuhr die Abweichungen der Spindel zu erfassen.

Da diese Messung berührend und nicht unter Arbeitsdrehzahl erfolgt, ist das in der Praxis natürlich weniger aussagekräftig. Zudem ändern sich die Verhältnisse an einer Spindel mit der Drehzahl und Laufzeit stark. Beispielsweise variiert die Vorspannung in den Lagerpaketen über den Drehzahlbereich, die Spindel erwärmt sich und dehnt sich aus – all diese Veränderungen, die im laufenden Betrieb sehr wohl eine Rolle spielen, lassen sich bei einer Messung von Hand nicht erfassen und berücksichtigen

Mit Portable SpindleControl (PSC) nutzen die Spezialisten nun eine transportable Lösung, die das Messen an der rotierenden Spindel und in allen Betriebszuständen ermöglicht. Das tragbare System besteht aus einem Lasermessequipment, das mittels Magnethalter auf dem Bearbeitungstisch der Maschine befestigt wird, einer Interfaceeinheit sowie eigener Software, die auf einem angeschlossenen Laptop läuft. Zur Messung positioniert der Maschinenbediener die Spindel mit eingespanntem Referenzwerkzeug im Laserstrahl des Messsystems und startet ein kleines NC-Programm, anhand dessen die Maschine die zuvor definierten Drehzahlstufen durchläuft. Parallel zur Messung wertet die Software die Messdaten aus und visualisiert sie.

Die erste Messung ist üblicherweise eine Stabilitätsmessung. Es folgt eine Rundlaufmessung über den gesamten Drehzahlbereich hinweg, dabei werden der axiale Planlauf und der radiale Rundlauf präzise gemessen und dokumentiert. Anschließend werden eine Vibrationsanalyse sowie Parametermessungen durchgeführt, inklusive Aufnahme verschiedener Schwingungen innerhalb der Spindellager. Bei einem Einsatz bei einem bekannten Automobilzulieferer konnte KPTEC mithilfe von PSC zeigen, dass an einem Bearbeitungszentrum mit Doppelspindel eine der beiden Spindeln ausgeschlagen war, was zu teurem Ausschuss und Fehlbearbeitungen führte.

Marco Popp sieht für sich die Visualisierungen der Messergebnisse als nützlich. Durch die präzisen berührungslosen Messungen ließen sich auch Probleme rund um die Spindel erkennen, die genau genommen nichts mit ihr zu tun hätten. "Das sind zum Beispiel ausgeschlagene Kugelgewindetriebe oder auch Maschinenführungsbahnen, die verschlissen sind, weil jahrelang dieselben Teile auf der Maschine gefertigt wurden und der Schlitten sich immer an denselben Stellen bewegte." Als Plug & Play Lösung, die zum Betrieb keine Anbindung an die Maschinensteuerung oder damit verbundene PLC-Anpassungen erfordert, sei das System für den mobilen Einsatz geeignet. So könne sein Unternehmen neue Services anbieten

Als einer der ersten Anwender des Systems konnte KPTECc anfangs einige Verbesserungsvorschläge aus der Praxis in die Entwicklung von PSC einfließen lassen. Auch Blum-Novotest bewertet die Zusammenarbeit mit den Spezialisten als für beide Seiten sehr erfolgreich und effizient. Hinzu kommt, dass der Mess- und Prüftechnikspezialist durchaus stolz auf PSC ist, weil das System erstmals das Know-how der drei Geschäftsbereiche Messkomponenten, Messmaschinen und Prüftechnik vereint. So zieht auch Marco Popp ein positives Fazit: "Wir können unsere Kunden optimal unterstützen und dafür sorgen, dass sich die Spindeln drehen. Dabei geht es ja nicht nur um eine Spindel im Wert von 35.000 Euro oder mehr, sondern um noch wesentlich teurere Bearbeitungszentren, die im schlimmsten Fall stehen und den damit verbundenen, oftmals noch teureren Produktionsausfall."