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Kollisionsgefahren mit neuartigem Überlastschutzsystem begegnen

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Schon moderate Vorschübe bewirken hohe Kräfte

Umfangreiche Simulationsergebnisse zeigen, dass bereits bei relativ moderaten Vorschüben von 0,2 m/s (12 m/min) hohe Kollisionskräfte zwischen Werkzeug und Werkstück auftreten können (Bild 3).

Bei den heutzutage verwendeten und vergleichsweise sehr hohen Eilgangsgeschwindigkeiten von 1 m/s (60 m/min) und mehr resultieren dann Kräfte von einigen Hundert Kilonewton. Eine Maschinenbeschädigung ist in einem solchen Fall unvermeidbar. Die Kollisionsgründe sind vielfältig (Bild 2), [5], aber die Probleme basieren heute grundsätzlich auf personellem oder technischem Versagen. Der Hauptanteil davon ist im menschlichen Zutun beim Rüsten oder durch Bedienungsfehler zu finden [6].

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Gerade in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung besteht durch die häufig erforderlichen Rüstprozesse zur Anpassung der verwendeten Fertigungseinrichtung an die neue Bearbeitungsaufgabe ein großes Fehlerpotenzial. Nach [7] lassen sich der Rüstprozess und damit auch die mögliche Kollisionsursache in Kombination mit den nötigen Arbeitsinhalten folgendermaßen gliedern:

  • die Einrichtung des Arbeitsraums (Einbringung von Spannvorrichtung und Werkstück);
  • die Einrichtung der Werkzeuge (Werkzeugzusammensetzung, Werkzeugvermessung und -einstellung, Werkzeugbe- und entladung);
  • die Erstellung der Steuerungsdaten (Programmierung).

Je nach Art der technischen Ausgestaltung dieser Arbeitsinhalte werden die Höhe des Fehlerpotenzials und die sich daraus ergebende Kollisionswahrscheinlichkeit durch die Fähigkeiten und die Sorgfältigkeit des ausführenden Personals bestimmt. So kann mit Möglichkeiten, wie etwa Nullpunktspannsystemen und organisatorischen Vorgaben sowie standardisierten Kontrollprotokollen, das Fehlerrisiko reduziert, jedoch nicht vollständig vermieden werden.

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