6-Achsen-Kinematik für hochpräzise Schleif- und Abrichtprozesse

von Andreas Bergmeier - 2024-02-14

In der Werkzeugfertigung entscheiden oft Sekunden und Mikrometer über Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Präzision, Automatisierung und Prozesssicherheit kontinuierlich.

Insbesondere bei kleinsten Werkzeugen für die Medizintechnik oder die Dentalindustrie müssen Schleifprozesse höchste Genauigkeiten mit kurzen Taktzeiten verbinden. Auf der Grindtec zeigte sich, wie moderne Schleiftechnik diese Anforderungen erfüllt. Im Mittelpunkt des Messeauftritts stand eine Maschinenplattform, die hochpräzise Fertigung, automatisierte Bevorratung und innovative Abrichtkonzepte miteinander verbindet.

Kirner entwickelt Schleiftechnik und moderne Abrichtkonzepte

Das Unternehmen Kirner aus Titisee-Neustadt zählt seit Jahrzehnten zu den Spezialisten für Werkzeugschleifmaschinen und Abrichttechnik. Die Kernkompetenzen reichen von der Schleiftechnologie über die Automatisierung bis hin zur Konstruktion komplexer Maschinenkonzepte. Sämtliche wesentlichen Entwicklungsbereiche werden am Standort im Hochschwarzwald gebündelt. Besonderen Wert legt das Unternehmen auf den engen Kontakt zu seinen Kunden. Die Maschinen werden nicht als standardisierte Produkte verstanden, sondern als individuell angepasste Lösungen, die weltweit vor Ort betreut und weiterentwickelt werden. Neben klassischen Werkzeugschleifmaschinen entwickelt der Hersteller seit vielen Jahren spezielle Achsenkinematiken für besonders filigrane Anwendungen. Genau diese Erfahrung bildet die Grundlage für die neuesten Maschinenentwicklungen.

K366 CNC fertigt Dentalwerkzeuge in Rekordzeit

Eine der wichtigsten Neuheiten auf der Grindtec war die K366 CNC. Die Maschine wurde speziell für die Herstellung kleinster Fräswerkzeuge entwickelt, wie sie beispielsweise in der Dentalindustrie eingesetzt werden. Die Werkstücke sind äußerst filigran und stellen höchste Anforderungen an die Bewegungsgenauigkeit der Maschine. Die Grundlage bildet eine seit Jahrzehnten entwickelte 6-Achsen-Kinematik. Mit sechs präzise abgestimmten Achsen lassen sich sämtliche Bearbeitungsschritte in nur einer Aufspannung durchführen.

Dazu gehören:

• Rundschleifoperationen
• Nutenbearbeitung kleiner Werkzeuge
• Mehrere Bearbeitungsschritte in einer Aufspannung
• Automatische Werkstückbevorratung
• Kurze Werkstückwechselzeiten von nur sieben Sekunden
• Rund-um-die-Uhr-Betrieb mit hoher Produktivität

Die Fertigungszeit eines Werkstücks liegt bei lediglich rund einer Minute. Gleichzeitig können bis zu 2.000 Rohlinge bevorratet werden. Die Unterbrechung der Produktion während des Werkstückwechsels beträgt lediglich sieben Sekunden. Damit eignet sich die Anlage insbesondere für die wirtschaftliche Serienproduktion hochpräziser Kleinwerkzeuge.

Automatisierung steigert die Effizienz der Werkzeugfertigung

Die Bedeutung automatisierter Prozesse wächst in der Präzisionsfertigung kontinuierlich. Insbesondere bei kleinen Werkzeugen wirken sich kurze Nebenzeiten erheblich auf die Wirtschaftlichkeit aus. Die automatische Bevorratung der K366 CNC ermöglicht einen weitgehend autonomen Betrieb über lange Zeiträume hinweg. Bedienereingriffe werden minimiert, während gleichzeitig eine konstante Prozessqualität sichergestellt werden kann. Gerade in Branchen wie der Dentaltechnik gewinnen solche Lösungen zunehmend an Bedeutung. Dort steigen die Anforderungen an Produktivität und Präzision gleichermaßen. Die Kombination aus schneller Bearbeitung, automatischer Beschickung und hoher Prozesssicherheit eröffnet neue Möglichkeiten für wirtschaftliche Fertigungsprozesse.

K430 CNC richtet Diamantschleifscheiben teilautomatisiert ab

Neben der Werkzeugfertigung präsentierte Kirner eine weitere Neuheit: die K430 CNC. Im Gegensatz zur K366 CNC produziert diese Maschine keine Werkstücke, sondern übernimmt eine zentrale Aufgabe in der Schleiftechnik – das Abrichten von Schleifscheiben. Diamantschleifscheiben unterliegen während ihres Einsatzes einem natürlichen Verschleiß. Um dauerhaft präzise Ergebnisse erzielen zu können, müssen die Scheiben regelmäßig profiliert und nachgeschärft werden.

Die K430 CNC automatisiert diesen Prozess weitgehend. Das CNC-Programm übernimmt die Bewegungen der motorischen Achsen und führt die Abrichtprozesse reproduzierbar aus. Ein Direktantrieb in der zentralen Achse arbeitet nahezu verschleißfrei und sorgt für hohe Genauigkeit sowie kurze Bearbeitungszeiten. Ergänzt wird die Maschine durch ein hochauflösendes Kamera-Monitorsystem, das den Prozess überwacht und die Bedienung erleichtert. Für Werkzeugschleifbetriebe ist die Qualität der Schleifscheibe von zentraler Bedeutung. Eine präzise abgerichtete Scheibe beeinflusst unmittelbar die Qualität des späteren Werkstücks. Die Abrichttechnik wird damit selbst zu einem entscheidenden Bestandteil der Prozesskette.

Laserabrichten könnte die nächste Entwicklungsstufe einleiten

Die Entwicklung der Schleiftechnik ist mit den aktuellen Maschinen keineswegs abgeschlossen. Bereits heute arbeitet das Unternehmen gemeinsam mit einer Hochschule im Rahmen eines ZIM-geförderten Forschungsprojekts an weiteren Technologien. Im Mittelpunkt steht das Laserabrichten von Schleifscheiben. Dabei sollen Laserverfahren künftig das Profilieren und Schärfen von Schleifwerkzeugen übernehmen oder ergänzen. Ziel ist eine nochmals höhere Präzision bei gleichzeitig geringerem Verschleiß und kürzeren Prozesszeiten. Die Vorstellung auf der Grindtec machte deutlich, wie stark sich die Werkzeugschleiftechnik verändert. Hochpräzise 6-Achsen-Kinematiken, automatisierte Bevorratungssysteme, intelligente Abrichtmaschinen und neue Verfahren wie das Laserabrichten zeigen, dass moderne Schleiftechnik längst weit über klassische Bearbeitungsaufgaben hinausgeht. Sie entwickelt sich zu einem hochintegrierten Produktionssystem, in dem Präzision, Automatisierung und Prozesssicherheit immer enger miteinander verknüpft werden.