Steuerungstechnik | Teile für die Medtech-Branche müssen sehr gute Oberflächen aufweisen und präzise gefertigt werden. Die Produktion muss aber auch effizient ablaufen. Diesen gegenläufigen Anforderungen werden TNC-Steuerungen für die spanende Bearbeitung gerecht.
Frank MuthmannHeidenhain, Traunreut
Teile für Medizinprodukte hochgenau zu zerspanen und Informationen zu liefern, die das Einhalten der Normen und Vorschriften auch in einem effizienten Produktionsprozess ermöglichen: Diese beiden Eigenschaften bieten die TNC-Steuerungen der Traunreuter Dr. Johannes Heidenhain GmbH. Eingesetzt werden sie unter anderem in dem anspruchsvollen Umfeld der spanenden Fertigung von Kniegelenken, Teilen für den Dentalbereich oder auch medizinischen Instrumenten.
Die Anforderungen für diese Bereiche variieren in mancher Hinsicht. Doch allen gemeinsam ist, dass selbst unter wirtschaftlichen Fertigungsbedingungen hohe Qualität erreicht werden muss und alle regulatorisch relevanten Daten zur Verfügung stehen müssen. Das belastet die Produktion durch nicht wertschöpfende Aufgaben wie eine umfassende Dokumentationspflicht, umfangreiche Validierungsvorgaben oder detaillierte Vorschriften zu Prozessabläufen.
Zugleich sind stark schwankende Losgrößen und eine nahezu unendliche Variantenvielfalt typisch. Im Dentalbereich beginnt die Serienproduktion von Unikaten, bei Instrumenten führt die Variantenvielfalt zu kleinen Losen. Hüft- und Kniegelenke entstehen dagegen in einer kosteneffizienten, prozessorientierten Serienfertigung.
TNC-Steuerungen tragen in allen genannten Segmenten dazu bei, Bauteile reproduzierbar genau zu fertigen. Dazu verfügen sie über zahlreiche Funktionen und Optionen, die von der Simulation bis zur laufenden Fertigung das gleiche Ziel haben: Sie kontrollieren den Fertigungsprozess direkt auf der Steuerung und berücksichtigen dabei die reale Maschinenkinematik. Negative Auswirkungen lassen sich so kompensieren.
Fehler, die aufgrund hoher Maschinendynamik entstehen können, gleichen die Steuerungsfunktionen von Dynamic Precision aus. Sie ermöglichen eine höhere Genauigkeit bei gleicher Geschwindigkeit oder höhere Geschwindigkeit bei gleicher Genauigkeit. In vielen Fällen ist sogar eine gleichzeitige Verbesserung beider Aspekte möglich, was letztlich die Produktivität erhöht. So lassen sich die Stückkosten senken, Konturgenauigkeit und Oberflächenqualität jedoch bleiben auf dem gewünschten hohen Niveau.
Temperatur ausgleichen und Änderungen erfassen
Bei Unikaten und kleinen Losen unterliegen Maschinenkomponenten verhältnismäßig starken Temperaturschwankungen. Wenn sich daher die reale Maschine während der Bearbeitung verändert, sollte die kinematische Transformationskette entsprechend angepasst werden. Bei dieser komplexen Aufgabe unterstützen Heidenhain-Steuerungen den Bediener durch die Software-Option Kinematics Opt. Sie übernimmt nicht nur das Nachkalibrieren, sondern sichert auch alle Daten zu Änderungen an der kinematischen Konfiguration. Dadurch können einmal ermittelte Konfigurationen einfach wiederhergestellt werden, und der Dokumentationspflicht wird Rechnung getragen.
Damit an der Maschine entstehende Informationen in der Prozesskette verfügbar sind, können über die Option Heidenhain DNC auch Windows-Anwendungen auf die TNC zu greifen. So werden Änderungen am Bearbeitungsprogramm, die an der Steuerung vorgenommen wurden, gleich dokumentiert. Ebenso können Maschinenzustände und Messprotokolle für die Qualitätssicherung oder Instandhaltung automatisiert abgefragt werden. ■
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