Großflächige Werkstücke mit hoher Präzision schleifen

Doch diese Anforderungen an die Oberflächengüten im unteren µm-Bereich stellen die bisher eingesetzten Schleifmaschinen vor schier unlösbare Aufgaben, meint der Werkzeugmaschinenhersteller Okamoto. Mit der neuen Okamoto-Baureihe UPG wurde eine Doppelsäulen-Schleifmaschinen-Serie entwickelt, die den Angaben nach die vorgegebenen engen Toleranzen problemlos schleift.

Grundlage dafür sind laut Unternehmen unter anderem das äußerst stabile Maschinenkonzept mit extra großen Kontaktflächen, innovative Gleitführungen sowie das Hydrostatiksystem zur hochpräzisen Stabilisierung des Maschinentisches.

Bei der Herstellung von Maschinenbetten oder anderen großflächigen Bauteilen kommt es auf jeden Mikrometer an – je ebener, desto hochwertiger. „Für ein erstklassiges Fertigungsergebnis müssen Vibrationen vermieden und unterschiedliche Drücke ausgeglichen werden. Um ab Schleifbreiten von 1000 mm die notwendige Stabilität zu erreichen, sind Doppelsäulen-Schleifmaschinen die erste Wahl“, so Thomas Loscher, Application Engineer des Schleifmaschinenherstellers Okamoto.

Die Doppelsäulen-Schleifmaschinen der neuen UPG-Baureihe haben einen Schleifbereich von 2000 mm × 1000 mm bis 10 000 mm × 3000 mm. Ein neuartiges Maschinenkonzept mit extra großen Kontaktflächen steht dabei für beste Zuverlässigkeit und Stabilität, wird betont. Linear-Rollenführungen sorgen in der Querbewegung (Z-Achse) für höchste Präzision, maximale Kraftaufnahme und beste Leichtlaufeigenschaften. In der vertikalen Bewegung (Y-Achse) gewährleisten extra breite, geschabte und spezialbeschichtete Gleitführungen leichtgängige Bewegungsabläufe auch bei höchster Belastung.

Die äußerst laufruhige Tisch-Bewegung in der X-Achse wird durch geschabte Doppel-V-Gleitführungen erreicht. Thomas Loscher: „Alle Spezialführungen haben extrem lange Wartungsintervalle. Darüber hinaus verteilen die Hochpräzisionsführungen alle auftretenden Kräfte gleichmäßig. Das erhöht zusätzlich die Stabilität des gesamten Schleifprozesses. Bei herkömmlichen Bauweisen müssen die Kräfte von angeschraubten Führungsplatten aufgenommen werden, was zu wesentlich ungenaueren Ergebnissen führt.“

Herzstück in Sachen Hochpräzision ist laut Unternehmen das innovative hydraulische Hydrostatiksystem. Es ermöglicht, die Dicke des Ölfilms des Maschinentisches nach Bedarf zu variieren und gleichzeitig dessen Stabilität zu erhöhen. „Bisher sind in herkömmlichen Schleifmaschinen Hochdruck-Hydrauliksysteme notwendig, um einen stabilen Ölfilm zu erzeugen“, so Loscher, „nicht so bei der UPG-Baureihe. Dort wird die Dicke des Ölfilms durch das kontaktlose, hydrostatische System automatisch flexibel den jeweiligen Belastungen angepasst.

Die UPG-Reihe gibt es mit feststehender und beweglicher Traverse. Bei letzterer ist der Schleifkopf fest installiert, und die Traverse bewegt sich beim Schleifvorgang auf und ab. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Anlage als kombinierte Maschine zu betreiben. So kann ein Fräs- oder Bohrkopf installiert werden oder ein zweiter oder dritter Schleifkopf. Die Maschinen sind standardmäßig mit AC Servomotor, Hochleistungs-Kugelumlaufspindel sowie einem speziellen unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem (USV) ausgestattet, das die Führungen im Falle eines Spannungsabfalls vor Beschädigungen schützt.

Die Fertigungsergebnisse sind beeindruckend. Die maximale Abweichung beträgt beispielsweise beim Schleifen von Ceramics-Platten (770 mm × 510 mm) maximal 1,7 µm. Beim Schleifen von FC30 (PTFE/Graphit/Carbonfaser) ergab die maximale Abweichung über die gesamte Fläche von 1460 mm × 920 mm gerade mal 2,7 µm.