Werkzeugüberwachung in Echtzeit

Die Paul Horn GmbH hat in enger Zusammenarbeit mit der Kistler Gruppe die weltweit einzigartige Lösung zur Echtzeit-Werkzeugüberwachung von Drehbearbeitungen weiterentwickelt. Kistler ist Weltmarktführer für dynamische Messtechnik zur Erfassung von Druck, Kraft, Drehmoment und Beschleunigung. Das Piezo Tool System (PTS) besteht aus einem Kraftsensor, welcher in das Drehwerkzeug präzise eingebaut wird und Aufschluss über den Zustand des Werkzeuges während der Bearbeitung gibt. Es erlaubt die Messung von Kräften ab wenigen Newton. Die Abtastrate liegt standardmäßig bei 10.000 Hz. Dies bietet die Möglichkeit auch kleinste Zerspankräfte zu messen. Der Maschinenbediener kann so fehlerhafte Materialien und Schneidstoffe, oder auch einen Werkzeugbruch sofort erkennen. Die Folge ist ein minimaler Ausschuss bei hoher Qualität. Des Weiteren kann der Anwender die Standzeit der eingesetzten Werkzeuge gezielt ausfahren. Horn bietet die sensorüberwachten Werkzeughalter als Quadratschaft-Drehhalter, als Lineareinheit für Citizen-Langdrehmaschinen und als einen Grundhalter für INDEX-Mehrspindler sowie für das Werkzeugsystem Supermini an. Weitere Schnittstellen für andere Maschinenhersteller sind in der Entwicklung.

Das PTS-System eignet sich besonders für den Einsatz bei Drehbearbeitungen. Hier sind alternative Messmethoden wie die Überwachung der Antriebsleistung des Hauptspindelmotors aufgrund der geringen Abweichungen unergiebig. Auch eine Messung des Körperschalls liefert bei kleinen Werkstücken keine konstant zufriedenstellenden Ergebnisse. Ein visuelles Überwachen scheidet aufgrund des Einsatzes von Kühlschmierstoffen sowie den hohen Rotationsdrehzahlen beim Bearbeitungsprozess ebenfalls aus. Die PTS-Lösung ist kompatibel mit ausgewählten Standard-Drehhaltern von Horn. Sie erfordert keinen Eingriff in die CNC-Steuerung. Der Einsatz erfolgt maschinenunabhängig und benötigt nur einen geringen Platzbedarf in der Maschine. Die Folge des Einsatzes des PTS sind eine Reduzierung der Produktionskosten sowie eine Erhöhung der Fertigungskapazitäten.

Das Umrüsten von Standarthaltern auf die PTS-Halter geschieht problemlos und ohne weitere Umbauten an der Maschine. Trotz der verbauten Messtechnik, bieten die Werkzeugträger eine hohe Stabilität. Die PTS-Lineareinheit ist im Einsatz nicht von der Standardlineareinheit zu unterscheiden. Es können alle Standardwerkzeuge verbaut werden. Der Werkzeugwechsel und die Verstellung sind entsprechend identisch zu einer Standardlineareinheit. Der Standardgrundhalter 968 für INDEX-Mehrspindler ist ebenfalls eins zu eins mit dem PTS-Grundhalter 968 austauschbar. Das Haltersystem erlaubt den Einsatz aller HORN-Spannkassetten Typ 842. Der Werkzeugwechsel, der Kassettenwechsel und die Spitzenhöheneinstellung sind identisch zum Standardwerkzeug. 

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