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Toolscope überwacht die Fertigung und sorgt für optimierte Prozesse

Prozessüberwachung
Toolscope überwacht die Fertigung und sorgt für optimierte Prozesse

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Das Überwachungs- und Regelungssystem Toolscope von Ceratizit erfasst und visualisiert die im Fertigungsprozess entstehenden Signale aus der Maschine permanent und nutzt die Daten zur Überwachung und Regelung der Maschine – mit messbarem Erfolg: Zweistellige prozentuale Verbesserungen hinsichtlich Prozesssicherheit, Takt- und Werkzeugstandzeiten sind keine Seltenheit.

Im Überwachungs- und Regelungssystem Toolscope vereint Ceratizit Zerspanungs-Know-how mit dem Wissen um digitale Datenerfassung und Auswertung. So sorgt Toolscope für vielfältige Verbesserungen, unter anderem hinsichtlich Prozesskontrolle, Werkzeugstandzeiten, Werkstückqualität, Wirtschaftlichkeit und Maschinenschutz. Das System erfasst dazu in der Maschine umfangreiche Daten, stellt diese grafisch bzw. tabellarisch dar und wertet sie aus. Abweichungen von Sollzuständen werden in Echtzeit erkannt, und der Anwender kann seinem Toolscope darüber hinaus erlauben, bei Bedarf automatisiert in die Fertigungsprozesse einzugreifen.

Aus den Nutzungsdaten des Werkzeugs erstellt Toolscope eine aufschlussreiche Werkzeugstandzeitanalyse, die erfassten Maschinenstillstandzeiten werden zusammen mit den entsprechenden Gründen für eine Maschinenlaufzeitanalyse genutzt. Kritische Prozessparameter werden dokumentiert, sodass die gewünschte Bauteilqualität stets gewährleistet ist. Toolscope überwacht außerdem den Maschinenzustand und dient gewissermaßen als Airbag der Maschine: Denn sollte es zu Stoßkollisionen kommen, wird zuverlässig der Nothalt ausgelöst.

Zahlreiche Anwendungen für jeden Bedarf

Im Detail sind diese Vorzüge auf verschiedene Softwarekomponenten zurückzuführen, die Ceratizit für Toolscope zur Verfügung stellt und die der Kunde für seine Zwecke individuell wählen kann. Jede der nachfolgend beschriebenen Applikationen besitzt das Potenzial, den Fertigungsprozess zu optimieren und sicherer zu machen bzw. die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

TS-PM (Prozessüberwachung) erkennt Werkzeugbrüche und verringert dadurch Folgeschäden an Werkzeug, Werkstück und Maschine. Diese Funktion ist schnell an die jeweiligen Fertigungsprozesse angepasst. Sie ermöglicht die mannlose Fertigung durch 100 %- Kontrolle der Werkstücke.

Mit TS-WEAR (Verschleißüberwachung) ermittelt Toolscope verschlissene Werkzeuge anhand der durchschnittlichen Prozesskraft. So kann die Reserve des Werkzeugs voll ausgeschöpft werden. Die Folge sind reduzierte Werkzeugkosten durch eine optimierte Werkzeugnutzung, weniger Werkzeugbrüche und eine erhöhte Maschinenverfügbarkeit.

Die TS-AFC (Adaptive Vorschubregelung) beschleunigt den Prozess, wo dies gefahrlos möglich ist und schützt gleichzeitig das Werkzeug durch das Abfangen von Lastspitzen. Basierend auf den tatsächlichen Bearbeitungsparametern wird der Vorschubwert der Maschine angepasst. Die Software reduziert Taktzeiten und schützt vor Überlast, sie erhöht die Werkzeugstandzeit und steigert die Maschinenverfügbarkeit.

Für optimierten Maschinenschutz und aufschlussreiche Dokumentation

Das Hardwaremodul CD (Kollisionsüberwachung) erkennt Stoßkollisionen im Eilgang mit einem Beschleunigungssensor. Innerhalb von 1 ms wird ein Nothalt eingeleitet, der größere Schäden verhindert. Mit dieser Funktion lassen sich Reparaturkosten senken, Maschinenausfallzeiten verringern und Kollisionen dokumentieren.

TS-CM (Zustandsüberwachung) nimmt den sogenannten Fingerprint der Maschine auf und stellt Trendverläufe über den Maschinenzustand dar. Diese geben der Instandhaltung Aufschluss, welche Maßnahmen notwendigerweise durchzuführen sind. Das Softwaretool erkennt frühzeitig Lagerschäden an Achsen und Spindeln. Es unterstützt bei der Planung von Instandhaltungsmaßnahmen und bei der Fehlersuche.

Die Funktion TS-TCLog (Werkzeugwechsellog) erfasst die Werkzeugnutzung über Standmengen- oder Standzeitenzähler, um administrativen Aufwand zu reduzieren. Die Analyse von Abweichungen der Werkzeugstandzeiten deckt Optimierungspotenziale auf.

Wer die Betriebsdaten der Maschine erfassen und diese zur weiteren Auswertung abspeichern möchte, ist mit TS-MDA (Maschinendatenanalyse) gut beraten. Zu den Betriebsdaten zählen beispielsweise Maschinenstillstandzeiten und -gründe. Die Analyse dieser Daten ermöglicht eine hohe Produktivitätssteigerung.

Hilfe bei der Überwachung und Echtzeitdokumentation kritischer Prozesse leistet TS-QRep (Qualitätsdokumentation). Spezielle Überwachungsnormen der Luftfahrt werden bereits angeboten und weitere individuelle Kundenanforderungen können bedarfsweise umgesetzt werden. Diese dienen zur Sicherstellung des hohen Qualitätsstandards.

TS-Connect (Netzwerkfunktionen) ermöglicht es, Toolscope in das Firmennetz einzubinden und einen automatischen Datentransfer auf einen Server oder auf ein Netzlaufwerk zu realisieren. Somit ist eine Langzeitdatenspeicherung, eine automatische Back-up-Funktion und Fernzugriff gewährleistet.

Verbesserungen in der Praxis

Das Bauteil der Verteilerleiste demonstriert, wie Toolscope über sämtliche Bearbeitungsschritte die Prozesssicherheit um bis zu 25 % steigert. Denn besonders beim Überdrehen und Senken des Kraftstoffanschlusses ist ein stabiler Prozess Grundvoraussetzung, um eine hohe Qualität sicherzustellen. Zur Schlichtbearbeitung nutzt der Anwender die adaptive Vorschubregelung. Effekt: Die Taktzeiten reduzieren sich um bis zu 15 Prozent. Diverse Bohr-, Dreh- und Fräsbearbeitungen werden mit der Verschleißüberwachung von Toolscope ausgeführt. Dies ermöglicht ein sicheres Nutzen der Standzeitreserven des Werkzeuges und sorgt damit für eine Werkzeugstandzeiterhöhung von bis zu 30 Prozent und einer deutlichen Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit.

So funktioniert das Überwachungs- und
Regelungssystem

Toolscope besteht aus verschiedenen Hardware-, Software- und Dienstleistungs-Komponenten, die kunden- bzw. maschinenspezifisch zusammengestellt werden. Kernelement ist ein Industrie-PC (IPC) mit individuell wählbarer Auswertesoftware, ergänzt um eine Visualisierung über den Bildschirm der Maschinensteuerung (HMI) oder alternativ über zusätzliche Touchmonitore. Optional steht eine Kollisionsüberwachungseinheit mit Sensorik zur Verfügung. Damit Toolscope Daten von der Maschine empfangen und senden kann, ist eine Verbindung zur Steuerung über Standardschnittstellen (Profibus/Profinet) notwendig.

Toolscope erfasst Prozesskräfte (Drehmomente) in erster Linie über die Stromaufnahme. Diese Daten werden mithilfe von Algorithmen und statistischer Prozesskontrolle aufbereitet und über ein Drehmoment-Zeit-Diagramm in Echtzeit dargestellt. Auf Basis der tatsächlichen Signale werden Grenzbereiche in wenigen Lernprozessen gesetzt. Bei Überschreitung der Grenzbereiche werden je nach Kundenanforderung verschiedene Reaktionen ausgelöst oder eingeleitet. Durch langfristige Datenerfassung und -aufzeichnung lässt sich der Verschleiß von Werkzeug/Maschine ablesen. Basierend auf einer angelernten Regelgröße passt Toolscope die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine automatisch an.

Im Nachgang der Installation bietet Ceratizit an, den Anwender immer wieder bei neuen Bauteilen und Prozessen mit entsprechendem Toolscope-Wissen zu unterstützen und so zu einer gesamtheitlichen Prozessoptimierung beizutragen.

Ceratizit Deutschland GmbH
www.ceratizit.com

Ceratizit Deutschland GmbH
Daimlerstr. 70
87437 Kempten
Telefon: +49 (831) 57010 3590
E-Mail: csc.deutschland@ceratizit.com

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