Prozessüberwachungssystem: Verschleiß früh erkannt

Prozessüberwachungssystem vermeidet Ausschuss und beugt Stillstandszeiten vor

Verschleiß früh erkannt

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Das Prozessüberwachungssystem Watt-Pilote integriert in einem einzigen Gehäuse Messung und Auswertung. Bild: Digital Way
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Ein Prozessüberwachungssystem, das Messung und Auswertung in einem einzigen Gehäuse integriert, bietet Digital Way an. Das Watt-Pilote-System wird für die Messung von Verschleißerscheinungen und zur Vorbeugung bzw. Erkennung von Werkzeugbrüchen an allen spanabhebenden Maschinen eingesetzt.
Die Installation des Watt-Pilote-Systems ist einfach: alle Verkabelungen erfolgen im Schaltschrank. Das Gehäuse birgt die Messfühler sowie die Rechner: Das System ist kompakt, leicht zu installieren und unempfindlich gegen unerwünschte Umgebungseinwirkungen wie Schneidöl, Späne, Temperatur, Vibrationen oder elektromagnetische Emission. Fehlerauswertung und Werkzeugverschleißüberwachung erfolgen über einen an das System angeschlossenen PC oder die numerische Steuerung, über den die Bearbeitungen als Kurven in einer Grafik dargestellt werden.

Auch kleine Werkzeuge zuverlässig überwacht

Kritische, mit kleinen empfindlichen Werkzeugen ausgeführte Bearbeitungen werden zuverlässig überwacht. Dabei ist die Überwachung einer Bearbeitung von 0,07 Sekunden mit einem Bohrer von 1 mm an einer Spindel von 20 kW bereits Realität. Zwar wurde das System in erster Linie zur Bearbeitungsüberwachung entwickelt, aber es kann auch periodisch einen Spindel-Zeichnungszyklus zur Erfassung jeglicher mechanischer Anomalie wie Rollenverschleiß oder Schmierung durchführen. Mit der Bearbeitungsüberwachung ist es möglich, Ausschuss zu vermeiden, die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Maschinenstillstandzeiten zu reduzieren. Dafür setzt das Gerät drei unterschiedliche Arten von Kontrollen um:
  • Erkennung von Unregelmäßigkeiten an Maschinen mit repetitiven Arbeitsvorgängen am Zyklusende. Das System analysiert dabei die vom Spindelmotor aufgenommene elektrische Leistung, um den Zustand der Werkzeuge anzuzeigen. Sobald die Werkzeuge Verschleißerscheinungen aufweisen, erhöht sich die Energie. Dank dieses Prinzips prüft das System am Ende jeder Bearbeitung, dass die programmierte Energiegrenze nicht vom Benutzer überschritten wird.
  • Leistungskontrolle, die einer sofortigen Erkennung von Unregelmäßigkeiten dient. Bei einem Werkzeugbruch muss sehr schnell reagiert werden, um die Maschine und den Werkzeugträger zu schützen und Ausschuss zu minimieren. Die Kontrolle in Echtzeit, d. h. die Leistungsüberwachung, ist eine effiziente Lösung. Der Watt-Pilote arbeitet mit einer Vergleichsmethode: Bei der ersten Bearbeitung mit neuen Werkzeugen speichert er die Leistungskurve, die, kombiniert mit einer Anzahl von Parametern, die Minimum- und Maximum-Grenzwerte festlegt. Bei jedem darauffolgenden Bearbeitungszyklus wird die neue Leistungskurve mit der Originalkurve verglichen. Ein Werkzeugbruch, das Fehlen eines Werkzeugs und die doppelte Bearbeitung werden durch die Überschreitung von einem der Grenzwerte sofort erkannt.
  • Ableitungskontrolle, die ebenfalls der sofortigen Erkennung dient. Bei Fräs- oder Dreharbeiten an Rohteilen variiert die aufgenommene Leistung erheblich von einem Teil zum anderen. Die Ableitungskontrolle verstärkt die kleinen kurzen Leistungsschwankungen (Bruch einer einzigen Fräsplatte) und beseitigt die auf den Rohzustand zurückzuführenden Variationen.
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