Neue Verzahnungsausrüstung passt zu den Anforderungen des Jahres 2020

Die Hersteller von Zahnradgeneratoren sollten in engem Kontakt mit ihren Kunden bleiben, um deren sich ändernden Anforderungen gerecht zu werden. „In Zukunft werden die Auflagen kürzer und Programme und Produkte schneller geändert – insbesondere im Automobilbereich. Und wir müssen bereit sein. „Alle ihre Programme werden in den nächsten fünf Jahren viel strenger sein und geringere Volumina aufweisen“, so Walter Friedrich, Präsident und CEO der German Machine Tools Association (GMTA), Ann Arbor, Michigan. „Bisher würden wir das tun Sie bauen für sie eine Maschine mit einer bestimmten Teilenummer, und dieses Teil wird normalerweise für die nächsten vier oder fünf Jahre hergestellt. Nicht mehr."

Infolgedessen benötigen diese Kunden weniger Maschinen – diese wenigen müssen jedoch flexibler sein, um sich ändernden Teilegrößen gerecht zu werden, sagte Friedrich.

GMTA stellt die S 240 vor, eine Scudding-Maschine, die mit einer oder zwei Spindeln in horizontaler oder vertikaler Konfiguration erhältlich ist. Es ist darauf ausgelegt, Innenzahnkränze ebenso schnell und wirtschaftlicher herzustellen als die herkömmliche Methode des Räumens.

„Derzeit werden viele Zahnkränze durch Räumen hergestellt – ein sehr schnelles und zuverlässiges Verfahren“, bestätigt Friedrich. „Der Nachteil ist jedoch, dass es sich auch hinsichtlich der Werkzeuge um einen teuren Prozess handelt. In Zusammenarbeit mit unserem nordamerikanischen Werkzeugpartner Star SU kann unser System die gleiche Qualität von Innenzahnkränzen herstellen – aber mit einem Werkzeug, das nur einen Bruchteil dessen kostet, was eine Räumstange kostet“, sagte er.

Gleichzeitig ermöglicht die Zwei-Spindel-Konfiguration eine Produktionsgeschwindigkeit, die dem Räumen entspricht, und der Scudding-Prozess kann nach Bedarf angepasst werden, um Maßänderungen im Teil durch die Wärmebehandlung auszugleichen – etwas, was das Räumen nicht leisten kann, betonte er aus.

„Wir wollen diese Flexibilität auf den Markt bringen“, sagte Friedrich.

Laut Kirk Stewart, Vice President of Sales, sind Kunden von EMAG LLC, Farmington Hills, Michigan, daran interessiert, durch den Einsatz von Automatisierung mit weniger Personal mehr zu erreichen.

Die Verzahnungsmaschine Koepfer HLC 150 H des Unternehmens verfügt über ein integriertes Portal und eine FANUC-Steuerung. „Über die standardmäßige Track-Motion-Automatisierung kann es problemlos mit anderen vor- und nachgelagerten Maschinen [von EMAG] verbunden werden“, sagte Stewart. „Und die gleiche einfache Integration in das Track Motion-System ist ein Merkmal des Koepfer VL4 H, unserer vertikalen Pickup-Lösung.“ Die grundlegende Architektur sei mit der älteren VL4 identisch, aber anstelle eines Revolvers mit Drehwerkzeugen seien in der VL4 H ein Wälzfräserkopf und ein synchronisierter Reitstock integriert, erklärte er.

Darüber hinaus stellt das Unternehmen zwei Lösungen für das Nachfräsen vor

reduzieren den typischen Grat auf der Ausbruchseite des Zahnprofils. Der VLC 100 CC bietet eine eigenständige Lösung zum Schneiden der Fase eines Zahnradzahnprofils. „Oft wird diese Technologie auf der Wälzfräsmaschine eingesetzt, jedoch auf Kosten der Zykluszeit. In diesem Fall kann eine viel einfachere Maschine verwendet werden und trotzdem mit der automatisierten Selbstladelösung von EMAG arbeiten“, sagte Stewart. Der VLC 100 RC bietet eine ähnliche Technologie zum Walzen und effektiven Anfasen des Endes an das Zahnradzahnprofil mit schnellerer Bearbeitung, wenn auch mit einer sehr geringen Restkantenform, fügte er hinzu.

Während die fortschrittliche Automatisierung ursprünglich von größeren Herstellern mit großen Teileserien angenommen wurde, werden die Vorteile einer verbesserten Konsistenz und der „Lights-out“-Fertigung nun von kleinen Lohnfertigern genutzt, bemerkte Stewart.

„Zum Beispiel verfügt die Koepfer K-Serie horizontaler Wälzfräsmaschinen über eine automatische Beladung. Selbst in kleineren Betrieben ermöglicht der Autoloader einen unbeaufsichtigten Betrieb der Maschine.“

Gleason Corp., Rochester, NY, hat eine Lösung für die Qualitätsanforderungen von Komponenten von Elektrofahrzeugen entwickelt. Laut Christian Albrecht, Direktor für globales Marketing des Unternehmens, verändern strenge Geräuscharmutsanforderungen für E-Fahrzeuge die Art und Weise, wie Getriebehersteller Getriebe angehen, produzieren und prüfen.

„In der typischen Großserienfertigung von Zahnrädern werden nur 5 Prozent der Zahnräder tatsächlich geprüft, trotz der steigenden Qualitätsstandards, die an diese geräuscharmen Zahnräder gestellt werden“, sagte er. „Das liegt daran, dass der Inspektionsprozess, der von Geräten offline oder im Qualitätslabor durchgeführt wird, viel langsamer ist als das kontinuierliche Wälzschleifen, das zur Feinbearbeitung gehärteter Zahnräder verwendet wird.“

Als Reaktion darauf hat das Unternehmen die Hard Finishing Cell (HFC) entwickelt, die seiner Meinung nach das erste vollautomatische Zahnradproduktionssystem ist, das in der Lage ist, 100 Prozent aller fertigen Zahnräder im Prozess zu prüfen.

Das System nutze einen Roboterlader für die Handhabung des Werkstücks und nutze integrierte Module für Hilfsprozesse, was es einfacher mache, auf spezifische Benutzeranforderungen einzugehen, sagte Albrecht. Ein typischer HFC umfasst das Laden von Teilen, das Schleifen von Gewindescheiben der GX-Serie, das Waschen, Markieren, Messen und die Handhabung der Teile in einem Palettierer. Es kann auch für andere Getriebeproduktionsprozesse konfiguriert werden und „den Bedarf an einer Vielzahl von Maschinen ersetzen“.

Am wichtigsten sei laut Albrecht das Scansystem, das eine vollständige Inspektion und Analysen auf Industrie 4.0-Niveau ermöglicht. „Das HFC integriert das neue Zahnradwalzsystem mit Laserscanning (GRSL) für die Hochgeschwindigkeits-, Massen-, In-Prozess-Index-, Evolventen- und Steigungsmessung aller Zahnradzähne an potenziell jedem Zahnrad“, sagte er. „Eine bis zu 100-prozentige Teileanalyse und -validierung kann in Sekundenschnelle erfolgen, mit Echtzeit-Feedback und erweiterten Analysen, einschließlich einer detaillierten Getriebegeräuschanalyse, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Teile herauszunehmen und durch den Prüfraum laufen zu lassen. Stattdessen führt das geschlossene Gleason-System Benchmarking-Ergebnisse aus dem GRSL durch, um Maschinenparameter sofort anzupassen oder zu korrigieren und so sicherzustellen, dass optimale Qualität und minimaler Ausschuss erreicht werden.“

Einer der Gründe, warum Hersteller nach automatisierten Lösungen suchen, ist der Mangel an qualifizierten, erfahrenen Arbeitskräften. Das gleiche Problem veranlasst Kunden von Helios Gear Products LLC, South Elgin, Illinois, nach Geräten zu suchen, die auch für weniger erfahrene Arbeiter relativ einfach zu bedienen sind. Nach Angaben des Präsidenten des Unternehmens, Adam Gimpert, übersteigt dieser Bedarf bei weitem den Wunsch nach beispielsweise Industrie 4.0-Bereitschaft – zumindest für seine Kunden.

„Leider überwiegt die Eintrittsbarriere für Industrie 4.0 die Vorteile, es sei denn, sie kann in großem Maßstab eingesetzt werden, z. B. in der Tier-1-Automobil- und Luft- und Raumfahrtbranche. Ehrlich gesagt denke ich, dass die meisten Getriebehersteller die überzogenen Versprechungen von Industrie 4.0 hinter sich gelassen haben“, sagte er. „Sie erkennen an, dass die Vorteile vernetzter Geräte von den großen Playern ausgehen werden, aber die meisten sind sich – heute mehr denn je – bewusst, dass die Führung eines profitablen Unternehmens von Grundlagen und nicht von glänzenden neuen Technologien abhängt. Zu diesen Grundlagen gehören gut ausgebildete Arbeitskräfte, produktive Werkzeugmaschinen, kostengünstige Verbrauchsmaterialien – und benutzerfreundliche Software für die Zusammenarbeit.“

Laut Gimpert hat das Unternehmen die Zahnrad-Wälzfräsmaschine Hera 350 entwickelt, die über eine FANUC-CNC, Direktantriebs-Torquemotoren, lineare Maßstäbe, moderne Sicherheitsfunktionen und Haushaltswartung verfügt. Und es sei leicht zu erlernen und anzuwenden, sagte er.

„Der Hera 350 bietet im Basispaket eine beeindruckende, optimierte Dialogprogrammierung mit visuellen Beispielen, die Benutzer anleiten und die Schulung beschleunigen. Bediener können einfach Daten auf einem großen Farb-Touchscreen-Panel eingeben, um ein oder zwei Zahnräder an einem einzelnen Werkstück zu fräsen, indem sie Einzel- oder Zwei-Schnitt-Zyklen mit Radial-, Axial-, Gleichlauf- oder konventionellem Wälzfräsen – oder einer beliebigen Kombination davon – verwenden“, sagte er. „Außerdem sind Bombierung – Steigungsmodifikation – und automatisches Verschieben über einen beschädigten Wälzfräserabschnitt enthalten. Hersteller werden die Benutzerfreundlichkeit der Maschine und die schnelle Schulung der Bediener zu schätzen wissen.“

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