Prozessüberwachung senkt Fertigungskosten

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Liegt irgendwo ein Über- oder Untermaß vor, berührt das Prüfwerkzeug das Teil und es entsteht ein Reibungsgeräusch, das vom Körperschallsensor registriert wird. Das Werkstück kann noch in der Maschine korrekt nachbearbeitet werden und die folgenden Teile bleiben aufgrund der Korrektur der Werkzeugeinstellung auch innerhalb der Maßtoleranz.

Reibungsgeräusch schon bei Abweichung von 1 µm

Das Reibungsgeräusch entsteht schon bei der leichtesten Berührung. In der Regel ist der Unterschied im Reibungsgeräusch zwischen „Berührung“ und „keine Berührung“ deutlich genug, um die Werkstückmaße mit einer Auflösung von 1 µm zu kontrollieren. Temperaturbedingte Positionsänderungen der Prüfschneide relativ zur Drehachse des Werkstücks können unmittelbar zuvor mit einer Positionsfindung der Schneide am Werkstückspannfutter – ebenfalls per Reibungsgeräuscherkennung – kompensiert werden.

Obwohl diese Überwachung nach dem eigentlichen Bearbeitungsprozess stattfindet, bietet sie gegenüber externen Messsystemen gleich mehrere Vorteile:

• Ein bereits für Bruchkontrolle vorhandener Schallsensor kann für den Prüfschnitt mitbenutzt werden, ohne dass zusätzliche Sensoren erforderlich sind.
• Der Prüfschnitt erfolgt noch in der Maschine: eine korrigierende Nachbearbeitung ist noch in derselben Aufspannung möglich (Bild 4).
• Trotz Anwendung der Messmethode im Arbeitsraum sind keine Maßnahmen gegen Verschmutzung notwendig. Das unterscheidet sie von herkömmlichen im Maschinenraum angebrachten Messsystemen.
• Auf aufwändige externe Messsysteme kann weitgehend verzichtet werden. Der Prüfschnitt reicht aus, um die Maßhaltigkeit innerhalb der vorgegebenen Toleranz zu garantieren.
• Durch Stichproben – etwa Prüfschnitt nur bei jedem 20. oder 50. Teil – kann die Überwachung mittels Prüfschnitt nahezu taktzeitneutral stattfinden.
• Anders als bei händischer Stichprobe werden die Maße automatisiert kontrolliert.

Der entscheidende Nutzen ist, dass die Werkzeuge genau dann ausgetauscht werden können, wenn ihre Funktion – eng toleriertes Zerspanen bei qualitativ zufriedenstellender Werkstückoberfläche – erschöpft ist. Des Weiteren ist sichergestellt, dass kein Werkstück mit überschrittenen Maßtoleranzen die Maschine verlässt.

Das spart bares Geld und vermeidet Reklamationen der Kunden. Darüber hinaus ist nun ein bedienerloser Betrieb der Maschine möglich.

Ermutigt durch diese Erfahrung wurde Guski kreativ. Sein Ansatz: Über 14-polige Eurostecker-Schnittstellen könnte das Nordmann-Messmodul doch auch mit weiteren Werkzeugmaschinen verbunden werden. Dies wäre möglich, da kritische Teile selten auf mehreren Maschinen gleichzeitig bearbeitet werden. So könnte ein einziger Tool-Monitor bei Bedarf verschiedene Operationen und Werkzeuge auf verschiedenen Maschinen überwachen.

Einsatz des Tool-Monitors über schwenkbare Pulte

So ließ Guski an vier weiteren Maschinen schwenkbare Pulte anbringen, auf denen der Tool-Monitor jeweils beim Einsatz steht, wenn er gebraucht wird. Die einmal eingelernten Überwachungsprogramme können gespeichert und bei Wiederholteilen wieder abgerufen werden. Stamm-Maschine ist nach wie vor eine Emco Turn 345.

Auch an Wochenenden und über Nacht nutzt das Herscheider Unternehmen die Kommunikationsfähigkeit des Tool-Monitors. Im Fall außergewöhnlicher Betriebszustände – Werkzeug gebrochen – wird via SMS ein Mitarbeiter verständigt (Bild 5), der dann eingreifen kann.

Wolfgang Fili ist freier Journalist in 50529 Köln; Dr.-Ing. Klaus Nordmann ist Geschäfsführer der Nordmann GmbH in Hürth.

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