Überwachung von CNC-Fräsprozessen mit sensorischer Präzision

So steht beispielsweise bei zyklenbasierten Fräsprozessen eine durchgängige, nahtlose Integration der Taster- und Kameratechnik in die Maschinensteuerung an. Ein unausweichlicher Trend, der sich laut Olaf Van Der Taelen, Customer Value Manager bei HEIDENHAIN, schon seit einiger Zeit deutlich abzeichnet.

Van Der Taelen: "Jeder kennt natürlich die 3D-Taster, mit denen der Bediener vor dem Start eines Bearbeitungszyklus genau feststellen kann, wo sich das Werkstück befindet. Unsere neue Generation gesteuerter Messtaster kann nun auch bestimmte Ausgangssituationen erfassen, wie z.B. vor und während des Einlegens eines neuen Werkstücks. Nur um zu prüfen, ob das Werkstück den Grundmaßen entspricht und richtig positioniert ist, bevor der Zyklus beginnt. Das erspart dem Roboter oder dem automatischen Umrüstsystem eine ungeahnte Menge an potenziellen Schäden." Darüber hinaus können die Messtaster aktiv am Zyklus teilnehmen, sowohl in bemannten als auch in unbemannten Situationen. Dies geschieht durch Zwischenmessungen des Werkstücks während des Zyklus. Ein gutes Beispiel ist die Kontrollmessung zwischen Schrupp- und Schlichtphase, bei der abweichende Messergebnisse vom Messtaster als korrigierende Rückmeldung an die Steuerung gesendet werden, d.h. noch bevor das Werkstück für eine Korrektur zu klein geworden ist. 

Tischsonden 

Obwohl diese standardmäßig eingesetzt werden, um Werkzeuge vor Beginn des Zyklus zu messen, kann man mit Tischtastern sowohl die Funktionalität als auch den Einsatzhorizont erweitern. Auch hier kann man die Funktionalität in den automatischen Zyklus integrieren. Van Der Taelen: "Dies kann durch zwischenzeitliche Kontrollmessungen an den Werkzeugen geschehen. So kann man proaktiv Verschleiß- oder Schadensfälle erkennen, noch bevor sie sich auf die Abmessungen auswirken können. In gleicher Weise teilt der Messtaster dann seine Messergebnisse der TNC mit, die darauf reagieren kann."

Überwachung von Arbeitsbereichen - VS101

Zur Überwachung eines Fräsprozesses können Kamerasysteme auf verschiedene Weise eingesetzt werden. Nicht selten werden Werkstücke schräg oder falsch aufgespannt und Hilfswerkzeuge, wie z.B. Spannwerkzeuge, im Aktionsbereich der Maschine vergessen. Hier kann eine kamerabasierte Arbeitsraumüberwachung viel Unheil verhindern. Grundsätzlich nimmt die Kamera zunächst ein detailliertes Bild des "idealen" Ausgangszustandes auf und vergleicht es dann systematisch mit Folgezuständen. Bei Abweichungen kann eine vordefinierte Aktion daran geknüpft werden. Zum Beispiel, ganz konkret, die Aktion "Zyklus unterbrechen". Auf diese Weise kann die aktuelle Betriebsumgebung jederzeit wiederholt mit dem ursprünglichen "idealen" Ausgangszustand verglichen werden. Dies ist vor allem für unbemannte Produktionsabläufe wichtig, da die heutige Kameratechnik nahezu sensibel kleinste Nuancen zwischen aktuellem und ursprünglichem Bild erkennt und auf dieser Basis über grünes oder rotes Licht entscheiden kann.

Werkzeugüberwachung - VT121

Jeder klassische Messtisch hat einige gravierende Einschränkungen. Dazu gehört die minimale Zeit, die für die maßliche Beurteilung eines Werkzeugs erforderlich ist. Außerdem bleiben bei der Messung selbst alle komplexen und vor allem nicht maßhaltigen Abweichungen, die das Werkzeug aufweisen kann, unberücksichtigt. Ein hochauflösender Kamerascan hat keinen dieser Nachteile und erkennt Phänomene wie Gratbildung, Mikrorisse oder Farbunterschiede am Werkzeug so genau wie das menschliche Auge. Außerdem bleiben die erstellten hochauflösenden Bilder immer in der Steuerung verfügbar. Anhand dieser Bilder kann der Bediener dann regelmäßig die Qualität seiner Werkzeuge überprüfen, ohne sie dabei aus dem Magazin nehmen zu müssen. Die aufgenommenen Bilder sind sehr genau; für die Arbeitsbereichskontrolle wird die Kamera zum einen direkt neben der Spindel installiert, zum anderen wird ihre Steuerung selbst einfach in die Programmierung einbezogen. Die mitgelieferte, benutzerfreundliche Software macht beide Kamerasysteme zudem sehr zugänglich.