EMO Hannover 2019

Andrea Gillhuber,

Werkzeug mit integriertem Kraftsensor

Horn und Kistler haben mit dem Piezo Tool System (PTS) eine Lösung zur Werkzeugüberwachung von Mikro-Drehbearbeitungen entwickelt. Es misst die Zerspankraft in Echtzeit.

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

Die Kistler Gruppe hat gemeinsam mit der Paul Horn GmbH eine Lösung entwickelt, mit der sich Werkzeuge für Mikro-Drehbearbeitungen in Echtzeit überwachen lassen. Das Piezo Tool System, kurz: PTS, besteht aus einem Piezo-Kraftsensor und Analysesoftware. Es misst die Zerspankraft und die Werkzeugbelastung während die Maschine läuft. Die gewonnenen Daten geben Auskunft über die erwartbare Lebensdauer des Werkzeugs beziehungsweise der Schneidplatten. Fehlerhafte Materialien und Schneidstoffe oder auch ein Werkzeugbruch werden sofort erkannt, was Ausschuss minimiert.

Die neue Lösung eignet sich besonders für den Einsatz bei Drehbearbeitungen im Mikrobereich. Alternative Messmethoden, beispielsweise die Spindelüberwachung, liefern wegen minimalen Abweichungen in der Antriebsleistung keine aussagekräftigen Resultate. Auch mit Körperschallmessungen können bei kleinen Werkstücken keine konstanten Ergebnisse erzielt werden. Optische Lösungen scheiden wegen der eingesetzten Kühlschmierstoffe sowie den hohen Rotationsdrehzahlen beim Bearbeitungsprozess ebenfalls aus.

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Das PTS zeichnet Zerspankräfte kontinuierlich auf. Die Auswertung dieser Daten liefert eine Trendanalyse zur Standzeit des Schneidwerkzeugs. Dies ermöglicht es, Standzeiten für eine effizientere Produktion besser auszufahren. Gleichzeitig müssen Mitarbeiter die Maschinen nicht mehr permanent überwachen, sodass die Produktion teilweise mannlos laufen kann.

„Unsere Tests haben gezeigt, dass meist nur das kritische Werkzeug in einem Fertigungsprozess mit PTS ausgerüstet werden muss“, sagt Gunnar Keitzel, Leiter Zerspankraft. „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.“

Das PTS von Horn © Horn

Die neue Lösung ist kompatibel mit den Standard-Drehhaltern von Horn. Sie erfordert keinen Eingriff in die CNC-Steuerung und ist somit maschinenunabhängig einsetzbar. Die Sensoren sind leicht und lassen sich schnell austauschen. Das Piezo Tool System führt so zu geringeren Produktionskosten bei gesteigerter Fertigungskapazität.

Nach Unterlagen von Kistler

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