16. Swissmem-Zerspanungsseminar: Von der Vibration zur perfekten Standzeit Sensorik analysiert Schwingungen im Zerspanungsprozess

Anbieter zum Thema

Rego-Fix AG Präzisionswerkzeugfabrik

Rhenus Lub GmbH & Co KG

Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

Blaser Swisslube AG

In der modernen Zerspanung liegen neben Präzision und Prozessstabilität zunehmend auch die datenbasierte Überwachung des Prozesses im Fokus. Schwingungen von Werkzeugen und Maschinen zählen zu grossen Einflussfaktoren auf die Qualität der Bearbeitung und die Standzeit des Werkzeugs. Rego-Fix wird am Zerspanungsseminar eine neue Entwicklung vorstellen, mit der Schwingungen im Zerspanungsprozess ermittelt und über Verstellung der Prozessparameter reduziert werden.

Schon geringfügige Änderungen der Schnittparameter können einen grossen Einfluss auf die Werkzeugstandzeit und die Oberflächengüte des Werkstücks haben. Damit Vibrationen während der Zerspanung reduziert werden können, müssen sie zuerst verlässlich identifiziert werden. Es gibt bereits verschiedene Mess- und Sensorsysteme auf dem Markt, die Schwingungen erfassen und deren Einfluss auf den Bearbeitungsprozess sichtbar machen. Die Systeme weisen deutliche Unterschiede in ihrer Komplexität und ihrem Funktionsumfang auf.

Detaillierte Analyse des gesamten Bearbeitungsprozesses

So gibt es Varianten, welche integrierte Kraftsensoren in mehreren Achsen sowie zusätzliche Temperatur- und Beschleunigungssensoren nutzen, um eine detaillierte Analyse des gesamten Bearbeitungsprozesses zu ermöglichen. Das Programm auf dem Markt reicht von sehr komplexen Systemen bis zu benutzerfreundlicheren Systemen, die auch direkt ohne grossen Schulungsaufwand vom Anwender an der Maschine genutzt werden können. Die Systeme unterscheiden sich einerseits in der verwendeten Spanntechnologie des Werkzeugs, aber auch in der verwendeten Technologie des Sensors.

Sensorik direkt im Werkzeughalter integriert

Mit «toolVibe» integriert Rego-Fix erstmals einen Sensor direkt in den Werkzeughalter. Der Sensor misst Vibrationen in Echtzeit und überträgt die Daten drahtlos an eine App. In der App können Anwender den Chatter-Index im Bearbeitungsprozess und dessen zeitlichen Verlauf analysieren und bewerten. Der Sensor kann auch als Standalone-Lösung verwendet werden. In diesem Fall ist der Sensor in einem Gehäuse verbaut, welches mittels Schrauben oder Magneten an der zu messenden Oberfläche befestigt wird. Das kann der Schraubstock, der Maschinentisch, die Spindel oder auch das Werkstück selbst sein.

Vorschub, Drehzahl oder Zustellung gezielt anpassen

Anwender können Schnittparameter wie Vorschub, Drehzahl oder Zustellung gezielt anpassen, um Schwingungen zu minimieren. Das Resultat ist u.a. messbar in Form von besseren Oberflächenqualitäten und längeren Werkzeugstandzeiten.

Iterative Herangehensweise zur Schwingungsreduktion

Die Software basiert auf einem vergleichenden Ansatz und erstellt keine konkrete Handlungsempfehlung. Die gemessenen Daten des Sensors, welche über eine Bluetooth-Schnittstelle auf das Tablet gesendet werden, werden durch den Anwender selbst analysiert. In der Praxis bearbeitet der Anwender zunächst einen Teil des Werkstücks und protokolliert dabei die auftretenden Schwingungen.

Anschliessend werden bestimmte Prozessparameter wie Drehzahl und Vorschub angepasst und der neue Bearbeitungsprozess wird erneut gemessen.

Nun kommt der vergleichende Ansatz ins Spiel, bei dem die Kennlinien aller Versuche miteinander verglichen werden. So können die besten Parameter für den spezifischen Prozess bestimmt werden.

Zudem kann das System für die vorbeugende Instandhaltung verwendet werden. Mittels der Funktion der Trendanalyse kann beispielsweise der Spindelzustand über einen längeren Zeitraum überwacht werden. So können Stillstände vermieden und die Produktivität der Fertigung erhöht werden.

(böh)

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