Pneumatik Positionskontrolle mit Druckluft senkt Kosten für Qualitätsfertigung

Die Position gespannter Werkstücke auf Werkzeugmaschinen lässt sich pneumatisch kontrollieren. Das reduziert den Aufwand der Prozessüberwachung beim Zerspanen. Unmittelbar vor Bearbeitungsbeginn wird die Maßhaltigkeit und Position der Werkstücke berührungslos bis auf ±0,01 mm genau geprüft. Die schnelle, vereinfachte Kontrolle wirkt sich positiv auf Umrüstvorgänge aus.

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Das universelle Gesetz gilt bei der Softwareprogrammierung wie in der Fertigung: Falsche Daten führen zu falschen Ergebnissen. Intelligente Qualitätsstrategien in der spanenden Fertigung umfassen daher unmittelbar vor Bearbeitungsbeginn die Prüfung der Maßhaltigkeit und der exakten Position der Werkstücke (Bild 1). Das ist Voraussetzung, damit Werkzeugmaschinen aufgrund leistungsfähiger Steuerungen und Antriebe – im Zusammenspiel mit hoch auflösenden Messsystemen – eine hohe Fertigungsgenauigkeit erreichen. Große Endkunden wie die Automobilindustrie geben dabei den Takt vor.

Die Maschinensteuerung geht von der Annahme aus, dass die Bauteile die Anforderungen an die Maßhaltigkeit erfüllen und exakt in richtiger Position eingespannt sind. Bei nicht erkannten Abweichungen produziert daher auch das beste NC-Programm nur Ausschuss und damit Qualitätskosten. Mit dem pneumatischen Steuer- und Messsystem MS01 fügt nun Rexroth das fehlende Glied in die Prozesskontrolle ein (Bild 2). Dieses System prüft berührungslos Anwesenheit, Position, Form oder Dimension von Werkstücken durch Luftdruck. Dazu beaufschlagt eine Düse das Messobjekt mit einem Luftstrahl, der dabei entstehende Staudruck wird an der Düse gemessen.

Das Prüfmodul erfasst die Differenz zwischen Prüf- und Staudruck, die sich mit dem Abstand zwischen Düse und Prüfobjekt verändert. Im Abstandsbereich von 0,01 bis 0,3 mm sind die Messergebnisse bis auf ±0,01 mm genau. Das pneumatische Messsystem wandelt den ermittelten Differenzdruck in ein elektrisches 24-V-Analogsignal um, das als Ergebnis an die Steuerung gemeldet wird. Bei Gutteilen beginnt die Bearbeitung, bei Fehlermeldungen schleust die Steuerung das Werkstück kosteneffizient aus der Maschine.

Mehrere Systemfunktionen sichern den Prüfprozess

Diesen wirtschaftlichen Prüfprozess sichert Rexroth durch mehrere im Steuer- und Messsystem eingebaute Funktionalitäten ab. Vor jeder Prüfung entfernt eine integrierte Freiblasfunktion am Prüfobjekt anhaftende Kühlschmiermittel und Späne. Ein zusätzlicher Anschluss für eine permanente Sperrluftfunktion schützt mit einem geringen Druck die Druckluftleitungen vor Verschmutzung, wenn sich kein Prüfobjekt vor der Messdüse befindet.

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