Treten Schwingungen während der Bearbeitungen auf, ist es für den Bediener oftmals schwierig, die Ursache hierfür zu lokalisieren. Um das Rattern zu verhindern, werden bislang die Schnittwerte angepasst, der Werkzeugtyp geändert oder sogar die Spannung des Werkstücks verändert. Diese Maßnahmen bedeuten häufig ein „zeitintensives und kostspieliges manuelles Eingreifen durch den Bediener“. Oftmals werden aber Kompromisslösungen gewählt, die weit von der nutzbaren Bearbeitungsleistung der Maschine entfernt sind. Mit diesem Hintergrund ist es unabdingbar, die spezifische Quelle der Vibrationen während der Bearbeitung rechtzeitig und schnell zu identifizieren, um geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
Das Risiko von Rattern und Schwingungen
wird eliminiert
Aus diesem Grund präsentierte Soraluce nach 6 Jahren Entwicklungszeit, während der EMO 2015, das patentierte DAS „Dynamics Active Stabilizer“ System. DAS erhöht die Zerspanungsleistung der Maschinen durch eine aktive Dämpfung, welche das Risiko von Rattern und Schwingungen eliminiert. Weiterhin dämpft DAS die Vibrationen der Maschinenstruktur, die während der Zerspanungsprozesse entstehen und garantiert eine Bearbeitung ohne jegliches Rattern in jeder Position im Raum eines Soraluce Fräs-, Dreh- und Bohrcenters. Dadurch wird die Produktivität extrem gesteigert und der Verschleiß von Werkzeugen um bis zu 30 % reduziert.
Das Unternehmen hat ein weltweites Patent für diese Erfindung erhalten. Darüber hinaus wurde das Unternehmen mit verschiedenen internationalen Awards wie dem „Quality Innovation of the year 2015” und dem „Best of industry 2015” ausgezeichnet. Aber die größte Anerkennung erhält Soraluce von seinen Kunden, die die Vorteile des DAS seit Längerem nutzen. Seit der Vorstellung im September 2015 wurden bereits über 50 Maschinen mit DAS ausgeliefert und immer mehr Kunden sehen einen wesentlichen Wettbewerbsvorteil bei der Fertigung ihrer Werkstücke mit DAS.
Soraluce hat in den letzten zwei Jahren an einer Weiterentwicklung des DAS Systems gearbeitet, die es Kunden ermöglicht, die Produktivität und Zuverlässigkeit ihrer Fertigungsprozesse zu steigern und präsentiert einige neue Funktionen innerhalb dieses Systems unter dem Namen DAS+ auf der weltgrößten Werkzeugmaschinen Fachmesse EMO 2017 in Hannover.
Alle Bearbeitungsvorgänge ergeben einen komplexen Prozess, bei dem neben der Maschine auch andere Komponenten wie das Werkstück, die Spannung des Werkstücks oder das Werkzeug eine Rolle spielen. Das dynamische Verhalten dieser Komponenten während der Bearbeitung kann die mögliche Zerspanungsleistung verringern, wodurch die Wirtschaftlichkeit bei der Bearbeitung eines Werkstücks gemindert wird.
Durch die im Frässchieber integrierten Sensoren
überwacht das DAS+ System den Prozess in Echtzeit
Das ursprüngliche DAS System eliminiert über die Erhöhung der Dämpfung der Maschine das Risiko von Rattern. Oft sind aber zum Beispiel instabile Werkzeuge oder labile Werkstücke und deren Spannung der Grund für einen unruhigen und eingeschränkten Bearbeitungsprozess. Da instabile Werkzeuge und labile Werkstücke Alltag sind, wird in der Praxis durch den Bediener über Veränderung der Drehzahl und somit der Schnittgeschwindigkeiten eine Lösung zur Verbesserung des Fertigungsprozesses gesucht. Diese Vorgehensweise fordert aber eine permanente Anwesenheit und eine immense Erfahrung des Bedieners und erbringt auch dann nicht immer das optimale Ergebnis für eine wirtschaftliche Bearbeitung des Werkstücks. DAS+ mit seinen neuen Funktionen unterstützt die Bediener genau in diesem Punkt.
Die im DAS+ eingesetzten neuen Lösungen basieren auf einer intelligenten Auswahl der besten Zerspanungsbedingungen und stabilisieren die Bearbeitung. Das System verhält sich wie ein erfahrener Maschinenbediener, der die optimalen Bedingungen für schwierige Bearbeitungen kennt und die Risiken rechtzeitig erkennt. DAS+ bringt diese Intelligenz eines Bedieners in die Maschine. Durch die im Frässchieber integrierten Sensoren überwacht das DAS+ System den Prozess in Echtzeit. Die Steuerung analysiert die Signale und wertet diese in Echtzeit aus. Bei manuellem Betrieb wird der Bediener über mögliche Optimierungen informiert, und im Automatikbetrieb bestimmt das DAS+ System die neuen Zerspanungsbedingungen eigenständig.
Zwei Strategien mit einem Ziel
SST Spindle Speed Tuning
Abhängig von der Fertigungssituation kann die Auswahl der richtigen Spindeldrehzahl die beste Strategie sein, um ein Rattern zu vermeiden. Aber die richtige Drehzahl zu finden, kann ein schwieriges Unterfangen und Aufgabe sein, wenn das Wissen und die Ressourcen eines DAS+ nicht verfügbar sind.
DAS+ bestimmt die stabilste Spindeldrehzahl unter Berücksichtigung von zwei Aspekten: Der erste sind die Eigenschaften des Werkzeugs, wie die Standzeit und die dazu gehörige optimale Schnittgeschwindigkeit in diesem Moment. Der zweite Aspekt sind die schwankenden Schwingungsfrequenzen. Mit der Funktions-Strategie SST wird von der Steuerung automatisch die programmierte Spindeldrehzahl und der Vorschub optimal auf die aktuelle Bearbeitungssituation angepasst, um einen konstanten Vorschub zu gewährleisten.
SSV Spindle Speed Variation
Unter bestimmten Fertigungsumständen kann, unabhängig von einer optimalen Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeiten, das Verhältnis zwischen Ratterfrequenzen und Erregerfrequenzen durch das Werkzeug so ungünstig sein, dass es zu einer für den Bediener nicht erkennbaren Vibration kommt. Durch die im neuen DAS+ integrierte SSV-Funktion wird eine gleichmäßige Oszillation und Harmonisierung der Spindel vorgenommen und dadurch diese Frequenzen gebrochen.
Die SSV-Technologie besteht aus einer harmonischen Veränderung um die programmierte Spindeldrehzahl. Das DAS+ System bestimmt mit der SSV-Technik die Amplituden und die optimale Oszillationsperiode. Wenn der Automatikmodus gewählt wird, startet die Oszillation automatisch, um ein Rattern zu vermeiden.
Bimatec Soraluce
www.bimatec.de
EMO Halle 13 Stand B36
