Zum PTS gehört unter anderem ein Piezosensor, der die Zerspankraft nahe an der Schneide misst.

Bild: Kistler

Werkzeugüberwachung im Mikrobereich Piezosystem misst Zerspankraft in Echtzeit

07.08.2019

Auf der EMO 2019 stellt Kistler das Piezo Tool System (PTS) vor, eine Lösung zur Werkzeugüberwachung von Mikrodrehbearbeitungen. Es misst die Zerspankraft in Echtzeit und gibt dadurch Aufschluss über die Lebensdauer des Werkzeugs.

Kistler hat gemeinsam mit der Firma Paul Horn eine Lösung entwickelt, mit der sich Werkzeuge für Mikrodrehbearbeitungen in Echtzeit überwachen lassen. Das Piezo Tool System besteht aus einem Piezokraftsensor sowie Analysesoftware. Es misst die Zerspankraft und die Werkzeugbelastung, während die Maschine läuft.

Die gewonnenen Daten geben dann Auskunft über die erwartbare Lebensdauer des Werkzeugs beziehungsweise der Schneidplatten. Fehlerhafte Materialien und Schneidstoffe oder auch ein Werkzeugbruch sollen auf diese Weise sofort erkannt werden können, was den Ausschuss reduziert.

Einsatz im Mikrobereich

Die neue Lösung eignet sich vor allem für den Einsatz bei Drehbearbeitungen im Mikrobereich. Alternative Messmethoden, beispielsweise die Spindelüberwachung, liefern hier wegen minimaler Abweichungen in der Antriebsleistung bisweilen keine aussagekräftigen Resultate. Ähnlich verhält es sich mit Körperschallmessungen; sie können bei kleinen Werkstücken keine konstanten Ergebnisse erzielen. Optische Lösungen scheiden wegen der eingesetzten Kühlschmierstoffe sowie den hohen Rotationsdrehzahlen beim Bearbeitungsprozess ebenfalls aus.

Das PTS soll Zerspankräfte nun kontinuierlich aufzeichnen. Die Auswertung der gesammelten Daten liefert eine Trendanalyse zur Standzeit des Schneidwerkzeugs. Dadurch lassen sich Standzeiten für eine effizientere Produktion besser ausfahren. Gleichzeitig müssen Mitarbeiter die Maschinen nicht mehr permanent überwachen, sodass die Produktion teilweise mannlos laufen kann.

Arbeitskräfte effizienter einsetzen

„Unsere Tests haben gezeigt, dass meist nur das kritische Werkzeug in einem Fertigungsprozess mit PTS ausgerüstet werden muss“, sagt Gunnar Keitzel, Leiter des Geschäftsfelds Zerspankraft bei Kistler. „Es wird nicht nur die Standzeit massiv verlängert, auch die Arbeitskräfte können effizienter eingesetzt werden. Ein einzelner Mitarbeiter hat sämtliche Prozesse im Überblick und kann sich so um mehrere Maschinen gleichzeitig kümmern.“

Die neue Lösung ist kompatibel mit den Standarddrehhaltern von Horn. Sie erfordert keinen Eingriff in die CNC-Steuerung und ist somit laut Hersteller maschinenunabhängig einsetzbar. Die Sensoren sollen leicht sein und sich schnell austauschen lassen.

Bildergalerie

  • Die PTS-Software gibt Aufschluss über den Zustand der Schneide und ermöglicht es, Werkzeugbrüche in Echtzeit zu erkennen.

    Bild: Kistler

  • PTS ist zu vielen Standardwerkzeugen von Horn kompatibel.

    Bild: Kistler

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