Was heutzutage in Kraftfahrzeugen völlig selbstverständlich ist, sucht man in Werkzeugmaschinen, Anlagen, Robotern und Handlingsystemen meistens vergeblich – Kollisions- und Vibrationsüberlasterkennungssysteme! Der Airbag im Auto ist das Synonym des 3-Achsen-Beschleunigungssensors Pulse von Montronix für Maschinen und Anlagen, um Folgeschäden zu minimieren. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil die Maschinen immer komplexer, schneller und somit die Anforderungen zum Bedienen und Programmieren für die Anwender immer anspruchsvoller werden.
Autoren: Jürgen Schernstein, Marketingleiter, Thomas Seeger, Vertriebsleiter, Montronix GmbH
Es gibt genug Gründe, Maschinen und Anlagen vor menschlichem und mechanischen Versagen zu schützen. Vor allem in der 5-Achs Simultanbearbeitung. Zu den häufigsten Kollisionsursachen zählen Bedienfehler durch das Personal, die entweder beim Einrichtebetrieb, durch fehlerhafte Programmwahl, Vorzeichentausch, falsche Kommasetzung, falsche Werte in Korrekturspeicher oder durch Einspannen eines falschen Werkstücks bzw. Werkzeugs entstehen.
Schwere Kollisionen ziehen zwangsläufig hohe Instandsetzungskosten und lange Ausfallzeiten nach sich. Eine schnelle Reaktion durch das Pulse-System und ein effektives Abbremsen der Maschine sind entscheidende Kriterien, um Folgeschäden zu minimieren bzw. zu vermeiden. Mit Kollisionen in Werkzeugmaschinen verhält es sich wie mit Unfällen im Straßen-, Luft-, oder Bahnverkehr – sie sind nicht zu verhindern. Durch Montronix Systeme und Methoden werden Mitarbeiter, Anlagen, Maschinen, Werkzeuge, Werkzeughalter und Werkstücke geschützt. Selbst CAM/NC-Simulationsprogramme können eine Kollision nicht hundertprozentig verhindern, wenn der Maschinenbediener im Anschluss beispielsweise Korrekturwerte oder Programmparameter ändert.
Vibrationsüberlasten sind ein immer bedeutender werdendes Phänomen. Heutige Maschinen werden unter dem Zwang der Maschinendynamik und zu Lasten der Maschinensteifigkeit immer leichter konstruiert. Lange Werkzeuge, besondere Aufspannsituationen von Werkstücken, verschlissene Werkzeuge u. a. führen schnell dazu, dass sich die Maschine aufschwingt, in Resonanz gerät und dass Maschinenelemente, wie zum Beispiel die Spindel, erhebliche Beschädigungen davon tragen oder sogar zerstört werden.
Steht ein Maschinenbediener in dem Moment an der Maschine, wenn eine Vibrationsüberlast auftritt, reagiert er intuitiv je nach Schwere des Ereignisses, indem er den Vorschub am Potenziometer reduziert, die NC-Stopp-Taste drückt oder den Not-Aus-Knopf bedient. Mit dem Montronix Pulse-System lassen sich diese Reaktionen automatisieren. Zudem reagiert das Pulse-System innerhalb 1 ms und dadurch 1000-fach schneller als der Mensch!
Eine Werkzeugmaschine erkennt in dem Moment, wenn die Kollision stattfindet, das eigentliche Ereignis nicht, sondern nur einen Widerstand. Dadurch wird fatalerweise mehr Energie in die Antriebe eingespeist. Erst wenn ein Schleppabstand- bzw. Geometriefehler erkannt ist, schaltet die Maschine ab. Wertvolle Zeit zum Abbremsen geht verloren.
Das Montronix System eignet sich aber auch für die 3D-Schwingungsanalyse des Zerspanungsprozesses, um zum Beispiel Schnittwerte, Aufspannsituationen zu optimieren. Durch die Konfiguration des Sensorsignals lässt sich auch der Zustand von Achskomponenten wie Kugelrollspindeln und Führungsschienen sowie der Hauptspindel bestimmen.
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