Präzision für heilige Stätten in Mekka

Die heiligen Stätten der Muslime in Mekka, Saudi-Arabien, werden vom saudischen Königshaus mit immensem Aufwand ständig erweitert, vergrößert und verschönert. Einen im wahrsten Sinne des Wortes unübersehbaren Anteil daran hat das Unternehmen Riva Engineering aus Backnang, das neben beeindruckender Fertigungstechnik auf präzise Messsysteme setzt.

von David Cousins

Eine über sechs Stockwerke hohe Glasfassadenkonstruktion thront über der weltgrößten Uhr an der Spitze des monumentalen Mecca Royal Clock Tower Hotels – dem momentan dritthöchsten Gebäude der Welt. Wegen seiner Form nennt man das Gebäude auch „das Juwel“. Für ein Unternehmen wurde die Arbeit an dieser Fasade zur „Eingangspforte“ zu einer Zusammenarbeit bei einer umfassenden Erweiterung der Heiligen Moschee in Mekka, der wichtigsten und größten Moschee des Islam weltweit.

Es handelt sich um das 2004 gegründete Unternehmen Riva Engineering aus Backnang, deren Mitarbeiter teils 50 Jahre Erfahrung in der Planung und Realisierung von Glas- und Metallfassaden mitbringen. Mittlerweile hat Riva auch die Herstellung zahlreicher Bauelemente aus Edelstahl und Aluminium übernommen – fahrbare Dachkonstruktionen aus Glas und Edelstahl, vergoldete und kraftbetriebene mehrflügelige Tore und komplexe Fassadenelemente in unterschiedlichster Ausführung hinsichtlich Größe und Beschaffenheit.

Seitdem muss Riva seine Produktionskapazitäten ständig ausbauen. Exakt ausgerichtet auf die Anforderungen des zeitgemäßen Fassadenbaus ist mittlerweile ein einzigartiger Maschinenpark entstanden – und Riva möchte auch in Zukunft weiter expandieren.

Höchste Anforderungen

Bei den Fassaden der Moschee und weiterer Gebäude in Mekka wird an nichts gespart: Die mit reichhaltigen Ornamenten verzierten Fassadenelemente, Screens und Tore werden aus massivem Aluminium und verschiedenen Edelstählen gefräst und danach lackiert, beschichtet oder teilweise sogar vergoldet. Für diese Oberflächenbehandlungen ist eine hohe Oberflächengüte vonnöten – und auch sonst stellen die Auftraggeber höchste Anforderungen an die Präzision.

Beispielsweise fertigt Riva Faltschiebetüren, deren Elemente im Hundertstelmillimeter-Bereich zueinander passen müssen, damit die Übergänge bei geschlossener Tür nicht sichtbar sind. Genauigkeiten von unter einem Zehntel Millimeter bei fünf Meter langen Teilen sind keine Seltenheit. Hinzu kommen die rauen Umweltbedingungen in der arabischen Wüste, eiskalte Nächte und knapp 50 Grad am Tag, dazu Sand und Staub – da müssen Oberflächen und Beschichtungen sehr genau auf diese Bedingungen optimiert werden.

Bis zu sechs Maschinen in einer

Oft wird mehr als die Hälfte des Volumens eines Rohlings zerspant, und das bei Elementen in Größenordnungen von mehreren Metern in der Fläche und einigen Zentimetern Dicke. Um diese Elemente in annehmbarer Zeit fertigen zu können, setzt Riva eine ganze Reihe von Bearbeitungszentren mit mehreren Maschinenköpfen ein, die im Grunde zwei, vier oder sechs NC-Bearbeitungszentren an einem gemeinsamen Bearbeitungstisch darstellen. Trotzdem sind Bearbeitungszeiten von 35 bis 50 Stunden keine Seltenheit. Der Tisch der größten Maschinen ist 14 auf 4 Meter groß.

Um in diesen Dimensionen hohe Genauigkeit, beste Oberflächen und zuverlässige Bearbeitung über viele Stunden zu erreichen, ist eine ständige und hochpräzise Überwachung der Bearbeitungsprozesse und -werkzeuge notwendig. Dazu nutzt Riva auf 15 Bearbeitungszentren Messsysteme von Blum-Novotest, teils sind Lasermesssysteme installiert, teils Messtaster im Werkzeugmagazin, oft sogar beides. Auf einigen Maschinen sind zudem Werkzeuglängenmesssysteme von Blum verbaut.

„Wir nutzen nur deutsche Maschinen und Komponenten“, erläutert Produktionsleiter Dietrich Herz. „Zudem versuchen wir immer, bei einer Produktlinie zu bleiben und nicht dasselbe Gerät von mehreren Herstellern zu nutzen. Die Blum-Messsysteme passen da gut hinein.“ Die Lasermesssysteme von Blum werden als Träger-Systeme angeboten – bei denen Sender und Empfänger auf einem gemeinsamen Träger sitzen. Zudem sind Single-Systeme erhältlich, bei denen Sender und Empfänger getrennt voneinander im Arbeitsraum positioniert sind. Damit lassen sich alle Größen der bei Riva genutzten Werkzeuge messen, von 0,3 Millimeter-Kugelfräsern bis hin zu Messerköpfen mit 250 Millimeter Durchmesser.

Zuverlässig unter rauen Bedingungen

Ein integriertes Schutzsystem befreit das Gerät unmittelbar vor der Messung von Schmutz und Spänen und garantiert dadurch eine genaue Messung unter allen Bedingungen. Die Lasermesssysteme werden bei Riva hauptsächlich zur Werkzeugbruch- und Einzelschneidenkontrolle verwendet. Dabei lassen sich kleinste Schneidenausbrüche mikrometergenau erfassen und das bei Bearbeitungsdrehzahl.

Herz erinnert sich: „Wir hatten vor Kurzem Bauteile aus sechs Millimeter dickem Edelstahlblech zu fräsen. Dabei mussten unzählige Bahnen der Ornamente mit einem 90-Grad-Fräser abgearbeitet werden. Wir bauten einen Kontrollzyklus ein, der sicherstellte, dass die Schneide nicht ausgebrochen ist.“ Dabei wurde die gesamte Länge der Schneide im Laserstrahl abgescannt, um auch den kleinsten Ausbruch zuverlässig erkennen zu können.

Meistens erfolgt die Messung aber unmittelbar nach der jeweiligen Bearbeitung, damit sichergestellt ist, dass auch die folgenden Bearbeitungsschritte mit dem Werkzeug ohne Bearbeitungsfehler ablaufen. Sollte ein Ausbruch an der Schneide erkannt werden, wird das Werkzeug gesperrt und bei der nächsten Bearbeitung ein Schwesterwerkzeug eingewechselt.

Funkmesstaster von Vorteil

Neben den optischen nutzt Riva auch taktile Messsysteme wie Funkmesstaster von Blum. Diese dienen vor allem der Ermittlung von Werkstücknullpunkten. Beispielsweise bei Bauteilen, die auf Lasermaschinen vorgeschnitten wurden. Denn bei diesen müssen die Schnittkanten geglättet und die Kanten angefast werden. Gerade bei vergoldeten Elementen mit Ornamenten würde man eine ungleichmäßig breite Fase sofort erkennen.

In großen Bearbeitungszentren werden Funkmesstastersysteme eingesetzt. Gegenüber der zumeist genutzten Infrarot-Übertragung hat diese den Vorteil, dass keine direkte Sichtverbindung zwischen Messtaster und Empfänger bestehen muss und bis zu sechs Messsysteme sequentiell angesteuert werden können. Des Weiteren läuft bei der Blum-eigenen Funktechnologie jedes einzelne Bit des Funksignals über die gesamte Breite des verwendeten Frequenzbandes, was die Übertragung besonders unempfindlich gegen Störeinflüsse macht. Mit 15 Meter Reichweite eignen sich die Funkmesstaster ideal für die großen Bearbeitungszentren bei Riva.

Blum hat seine Messtaster – um den Messvorgang möglichst kurz zu halten und keine wertvolle Maschinenzeit in Messzyklen zu verbrauchen – auf hohe Verfahr- und Antastgeschwindigkeiten ausgelegt. Beim Antasten sind je nach Typ bis zu 5 m/min möglich, ohne die Messgenauigkeit von 0,3 Mikrometer zu gefährden.

Mehrere der Maschinen bei Riva sind mit Handlingrobotern ausgestattet, die die Werkstücke selbstständig wechseln und auf einen Vakuumtisch setzen. Da die Platzierung der Werkstücke durch den Roboter nicht genau genug ist, wird bei jedem Werkstück nach dem Spannen mit dem Messtaster die genaue Lage erfasst und das Koordinatensystem der Bearbeitung entsprechend angepasst. So lässt sich auch beim automatischen Bestücken der Maschine die geforderte hohe Präzision zuverlässig erreichen. jbi

Autor: David Cousins arbeitet im Technischen Marketing bei Blum-Novotest in Ravensburg.