naar top
Menu
Logo Print

DIGITALISERING HEEFT GRIP OP KOTTERGEREEDSCHAPPEN

Grotere nauwkeurigheid en betrouwbaarheid

Wie echt behoefte heeft aan zeer nauwkeurige gaten, is nog altijd toegewezen op de kottertechniek. De meeste ontwikkelingen zijn opnieuw te zoeken in de digitalisering met onder andere de opkomst van enkele apps. Opvallend is wel hoezeer het kotteren al door Industrie 4.0 is doorgedrongen, zelfs met een min of meer closed loop. Op die manier zijn we alweer een stap dichter bij de ultieme droom van zelflerende machines en machines die zonder menselijke tussenkomst zichzelf optimaliseren.


INLEIDEND

Kotteren lijkt misschien een bewerking die amper verandert. Toch zijn er wel degelijk innovaties in deze verspanende bewerking. Deze hebben vooral betrekking op het vergroten van het instelgemak voor de operator. Digitale technologie speelt daarbij de hoofdrol. Maar er zijn ook wel degelijk procesinnovaties. Die zorgen voor een korter en betrouwbaarder kotterproces. Hoe nauwkeurig CNC-draai- en bewerkingscentra ook zijn, voor de absolute nauwkeurigheid van gaten is kotteren dikwijls nog altijd de aangewezen bewerkingstechnologie. Gattoleranties van IT 9 en groter zijn de typische maattoleranties bij het voorbewerken; met het fijnkotteren (nabewerken) begeeft de gattolerantie zich tussen IT6 en IT8. Naast de maatnauwkeurigheid speelt hier ook de oppervlaktenauwkeurigheid een belangrijke rol bij. Deze afwerking staat na het fijnkotteren op een absoluut hoog niveau. Verder kunnen er andere redenen zijn waarom een kotterbewerking nodig is.


ZO KORT MOGELIJK

Deze precisie is alleen haalbaar als niet alleen de kotterbank stabiel en nauwkeurig is, maar eveneens het gereedschap. Standaard betekent dit dat er met een zo kort mogelijke gereedschapshouder wordt gekotterd. De stabiliteit is mede van belang om de standtijd van het snijgereedschap waarmee er gekotterd wordt, te maximaliseren. Als men de hoogte van de kotterbaren traploos kan instellen, verkort men bewerkingstijden, haalt men hogere nauwkeurigheden en kunnen de snijgegevens worden geoptimaliseerd. Een ontwikkeling die bij meerdere gereedschapsproducenten zichtbaar is, zijn de gedempte kotterkoppen of -baren. In de kop is er dan een dempingsmechanisme aangebracht die trillingen opvangt en ervoor zorgt dat deze niet worden doorgegeven aan het gereedschap. Hoe groter de uitsteeklengte, hoe meer effect dit heeft op de productiviteit. Doordat het gereedschap veel minder of helemaal niet trilt, kunnen er hogere snijsnelheden worden toegepast. Voorbeelden waarbij uitsteeklengten van 410 mm gecombineerd worden met een voeding van 150 mm/min. en 450 m/min. Snijsnelheid, zijn zonder meer realistisch. Omdat kotteren vaak gebeurt bij gaten in grote werkstukken, is het gebruik van een korte houder niet mogelijk. Gedempte kotterkoppen zijn zeker bij uitsteeklengten die groter zijn dan viermaal de koppelingsdiameter, aan te raden. Niet alleen vanwege de kwaliteit, maar ook vanwege de hogere productiviteit.

KOPPELING AAN DE SPIL CRUCIALE FACTOR
Een van de veroorzakers van problemen bij het kotteren is een slechte spanenafvoer. Dat risico treedt met name op bij het kotteren van blinde gaten. De snijgeometrie van de wisselplaat is hierop van invloed, maar eveneens het gebruik van koelsmeermiddelen om de spanen af te voeren uit het gat. Ook de parametersettings van de machine luisteren echter vrij nauw. Te lange spanen zullen zich ophopen; te hoge snijkrachten leiden tot trillingen, het doorbuigen van het gereedschap en een slechtere kwaliteit van het gat. De koppeling van het gereedschap aan de spil is een cruciale factor in het geheel.

GEINTEGREERDE W-AS

Er zijn ook gereedschappen met een geïntegreerde w-as in de boorbaar, waarmee verschillende kotterbewerkingen (zoals profielkotteren, conisch kotteren etc.) diep in een werkstuk kunnen worden uitgevoerd. Dit kan tot 4 meter lengte. Met deze speciale gereedschappen kunnen de bewerkingen eveneens op een freesmachine worden gedaan. Met name is dit een praktisch voordeel voor bedrijven die niet dagelijks kotterwerk hebben. Ze kunnen met deze gereedschappen de bewerking in eigen huis uitvoeren. Een ander voordeel van deze modulaire gereedschappen is dat ze veelzijdiger zijn qua inzet. Daarnaast gebruikt men hierin standaardwisselplaten. Uit economisch oogpunt is dat een belangrijk pluspunt: er hoeven geen aparte snijgereedschappen op voorraad te worden gehouden.


NAUWKEURIG INSTELLEN
 

Nauwkeurig kotteren is eveneens een kwestie van de nauwkeurigheid waarmee de CNC-operator het gereedschap instelt. Dit is voor de machinebediener niet altijd een even gemakkelijke taak. Het instellen luistert namelijk heel nauw. Om dit te vereenvoudigen, komen er steeds meer gereedschapsfabrikanten met digitaal instelbare kotterkoppen. Op een kleine display is de afstelling afleesbaar, wat het instellen praktischer maakt. Cartridges die met een verstelling van 0,001 mm werken, zijn een andere manier om het instellen te vergemakkelijken. Met een speciale sleutel vindt er een digitale verstelling van het snijgereedschap plaats. Een volgende stap die ondertussen is gezet, is het instellen van kottergereedschappen via een app op een smartphone. Het grote voordeel hiervan is dat de instelling volledig buiten de machine plaatsvindt en dat het nog gemakkelijker gaat dan met een speciale stelsleutel. Bovendien kunnen insteldata worden opgeslagen, zodat ze een volgende keer direct beschikbaar zijn.


KOTTEREN EN INDUSTRIE 4.0
 

Een van de ambities van de ontwikkeling van Industrie 4.0-concepten in Duitsland is om tot zelflerende en optimaliserende machines te komen. In de kotterwereld bestaat een dergelijke oplossing min of meer al. Hier is een closedloopsysteem geïntegreerd in het gereedschap. Via een remote verbinding kunnen de snijkanten van het gereedschap ingesteld worden. Dit wordt gekoppeld aan het meten van de nauwkeurigheid in de machine. De sonde die hiervoor wordt gebruikt, zendt de meetdata direct naar de besturing van de CNC-machine, waarna een speciale software bepaalt of een fijnbewerking nodig is. Als de nauwkeurigheden buiten de vooraf ingestelde grenzen komen, kiest het systeem voor een nabewerking en wordt het snijgereedschap zonder tussenkomst van een operator opnieuw ingesteld. Daarmee is het maken van een zeer nauwkeurig gat voor het eerst onbemand mogelijk.


ASYNCHROON KOTTEREN
 

Een recente procesinnovatie is het zogenaamd asymmetrisch kotteren. Hierbij zijn de geleidepads geroteerd, waardoor de kotterbaar uit de hartlijn van de ruwe gaten wordt gevoerd. Dit heeft als voordeel dat er ondersteuning is aan beide zijden van het gereedschap, maar er geen dure mechanische constructies zoals een tegenlager nodig zijn. Dit kan gedaan worden dor conventionele bewerkingscentra. De volledige in- en uitvoerbeweging van het gereedschap kan worden gedaan met een verhoogde snelheid. Deze techniek zorgt voor een robuuster proces, hogere processnelheden en lagere gereedschapskosten.