CNC-Werkzeugmaschinenhersteller und Hersteller von Hartmetallwerkzeugen arbeiten gemeinsam an der nächsten Generation der Produktionsautomatisierung

Star Cutter Company ist auf die Herstellung von Hartmetall und Vorformlingen, Schneidwerkzeugen und CNC-Maschinen für das Schleifen von Werkzeugen und das Schärfen von Wälzfräsern spezialisiert. Das 1927 in Detroit gegründete Unternehmen betreibt heute sechs Produktionsstätten an strategischen Standorten in ganz Michigan. Die Abteilung Elk Rapids Engineering ist für die CNC-Werkzeugschleifmaschinen der renommierten Marke Star verantwortlich.

Garr Tool ist in den USA der führende Hersteller von Hochleistungs-Schneidwerkzeugen in Vollhartmetall. Nach bescheidenen Anfängen mit Fred Leppien in seiner Garage im Jahr 1944 betreibt das Unternehmen heute eine hochmoderne, 200.000 Quadratmeter grosse Produktionsstätte in Zentral-Michigan mit über 150 CNC-Schleifmaschinen. Garr Tool ist spezialisiert auf Schneidwerkzeuge aus Vollhartmetall, darunter Schaftfräser, Bohrer, Reibahlen und Oberfräsen.

Garr Tool setzt in grossem Umfang auf CNC-Automatisierung, einschliesslich Werkzeugschleifmaschinen von Ulmer Werkzeugschleiftechnik (UWS) und Star-Cutter. Alle diese Maschinen basieren auf der Steuerungstechnologie des CNC-Spezialisten NUM. Star Cutter beispielsweise arbeitet seit 1998 mit NUM bei der gemeinsamen Entwicklung von anwendungsspezifischer CNC-Hardware und -Software zusammen und setzt heute auf fast allen seiner Werkzeugmaschinen die offene CNC-Plattform Flexium⁺ von NUM ein.

John Leppien II, Vizepräsident von Garr Tool, erklärt: "Wir verwenden die NUMROTO-Software von NUM für die Werkzeugproduktion und -aufbereitung auf allen unseren Star- und UWS-Maschinen. Unsere Bediener schätzen die Software als sehr flexibel und benutzerfreundlich, und wir finden, dass sie den Wissensaustausch zwischen den Abteilungen fördert und auch dazu beiträgt, unsere Schulungskosten zu senken."

Vor einigen Jahren begann Garr Tool mit der Herstellung einer Reihe von Werkzeugen mit grossem Durchmesser für Maschinen mit hohem Drehmoment, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden. Die Herstellung dieser Werkzeuge erforderte jedoch mehrere Maschinen und mehrere Prozesse. Das Unternehmen begann daher ein gemeinsames Projekt mit dem Elk Rapid Engineering Team von Star Cutter, um eine Multiprozess-Maschine zu entwickeln, die die gesamte Produktionsaufgabe bewältigen kann. Das Ergebnis war 2018 die Entwicklung einer Star CNC-Werkzeugschleifmaschine, die die NUMROTO-Software für Schaftfräsen und Rundschleifen sowie Linearmotoren und dazugehörige Antriebe umfasst, wobei alle fünf Achsen mit einem geschlossenen Kühlkreislauf ausgestattet sind. Diese thermisch stabile Maschine ermöglicht es Garr Tool, einen Durchmesser von 0,001“ auf dem Aussendurchmesser dieser Werkzeuge auch bei unbeaufsichtigtem Betrieb von 48 Stunden einzuhalten.

Die neueste Maschine von Star, die NXT-Werkzeugschleifmaschine, verfügt nun über die gleichen Merkmale, die auch bei Garr Tool eingeführt wurden. Basierend auf dem CNC-System Flexium⁺ und der Software NUMROTO von NUM verfügt diese neue 5-Achsen-Werkzeugmaschine über Linearmotoren anstelle von Kugelumlaufspindeln an den X-, Y- und Z-Achsen, direkt angetriebene Torque-Motoren an den B- und C-Rotationsachsen und einen flüssigkeitsgekühlten Spindelmotor. Es stehen drei verschiedene Spindelmotortypen zur Auswahl, um den Anforderungen der jeweiligen Anwendung am besten gerecht zu werden. Dazu gehören ein Hochgeschwindigkeitsmotor mit 24.000 Umdrehungen pro Minute und ein Hochleistungsmotor mit einer Leistung von 28 kW.

Die NXT hat eine aussergewöhnlich kleine Stellfläche (einschliesslich der Spindel/Achsenkühlung) von nur 2300 x 2032 mm (7′ 6“ x 6′ 6") und eine installierte Höhe von nur 2284 mm (7′ 5"). Diese Abmessungen bedeuten, dass die Maschine problemlos in der Werkstatt untergebracht werden kann, wo der Platz oft knapp ist. Der Sockel der Maschine ist aus dem Polymerverbundwerkstoff Zanite® Plus gegossen, um mechanische Steifigkeit und thermische Stabilität zu gewährleisten.

Trotz ihrer geringen Grösse bietet die NXT einen grossen Schleifbereich mit maximalen X-, Y- und Z-Verfahrwegen von 500 mm, 650 mm bzw. 750 mm (19,7", 25,6" und 29,5"). Die Maschine kann Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 381 mm (15") und bis zu 254 mm (10") aufnehmen. Automatischer Schleifscheibenwechsel und -abtastung sind Standard bei Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 8" (203 mm), und in der NXT können auch Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 10" (254 mm) mit Kühlmittelverteiler und Schleifscheiben mit einem Durchmesser von bis zu 12" (305 mm) ohne Kühlmittelverteiler eingesetzt werden.

Die Möglichkeit, Schleifscheiben mit grossem Durchmesser für Profilieranwendungen oder kleine Scheiben mit einem Durchmesser von weniger als 1" (25 mm) für das PKD-Taschenschleifen auf ein und derselben Maschine zu verwenden, bietet ein bemerkenswertes Mass an Produktionsflexibilität.

Die neue NXT-Werkzeugschleifmaschine von Star Cutter verfügt über einen vollständig integrierten Fanuc 200iD-Kompaktroboter mit 6 Achsen und kurzem Arm, der die vollautomatische Bearbeitung von runden und flachen Werkzeugrohlingen ermöglicht. Der Standardgreifer kann Rohlinge mit einem Durchmesser von 5 mm bis 32 mm handhaben, wobei weitere Optionen erhältlich sind. Die Messdaten des Prozesses werden direkt in die NUMROTO-Software des CNC-Systems eingespeist, um eine adaptive Echtzeitsteuerung des gesamten Schleifprozesses zu ermöglichen.

Der NXT basiert auf einer modularen Architektur und ist für eine einfache Integration mit anderen Formen der industriellen Automatisierung und Handhabungsrobotern ausgelegt. Ein umfangreiches Angebot an werkseitigen und nachrüstbaren Optionen umfasst auch eine verfahrbare W-Achse und einen Radabrichter mit 12.000 U/min.

Aaron Remsing, Jr. Verkaufsleiter der Elk Rapids Engineering Division von Star Cutter, weist darauf hin: "Wir glauben, dass die NXT die kleinste und leistungsfähigste CNC-Werkzeugschleifmaschine auf dem Markt ist. Auch wenn es sich um ein evolutionäres Design handelt, ist seine Leistung geradezu revolutionär.