Zerspanungswerkzeuge RFID misst Werkzeugverschleiß auch durch Metall

Redakteur: Stéphane Itasse

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg haben erstmals RFID-Chips in metallische Werkzeuge integriert, um die Werkzeugvermessung zu erleichtern. Dabei konnten die Funkinformationen auch übermittelt werden, wenn die RFID-Chips im Metall steckten, obwohl metallische Werkstoffe die RFID-Strahlung gut abschirmen, wie das Fraunhofer IMS mitteilt.

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Der Adapter, der hier gerade in die Spindel eingesetzt wird, enthält einen RFID-Chip. Der Finger deutet auf Spulen: Sie leiten die Informationen, die auf dem RFID-Chip gespeichert sind, drahtlos an die Spindel weiter. Bild: Fraunhofer IMS
Der Adapter, der hier gerade in die Spindel eingesetzt wird, enthält einen RFID-Chip. Der Finger deutet auf Spulen: Sie leiten die Informationen, die auf dem RFID-Chip gespeichert sind, drahtlos an die Spindel weiter. Bild: Fraunhofer IMS
( Archiv: Vogel Business Media )

Mitarbeiter in der Zerspanung müssen Fräser oder Bohrer regelmäßig vermessen, bevor sie auf der Bearbeitungsmaschine zum Einsatz kommen. Bisher ist die Vermessung Handarbeit: Die Bohrer müssen dabei mit einem passenden Adapter in die Spindel eingesetzt werden. Sowohl das Werkzeug als auch der Adapter sind mit einer Seriennummer versehen – diese und weitere Daten wie die Abmessungen werden per Hand abgetippt, wobei sich leicht Fehler einschleichen.

RFID-Chips funken Werkzeug-Daten weiter

Künftig geht das einfacher: Die Fraunhofer-Forscher haben im Auftrag der Kelch & Links GmbH aus Schorndorf erstmalig eine Möglichkeit gefunden, RFID-Chips in die metallischen Werkzeuge zu integrieren. Auf Anfrage funken diese kleinen Datenspeicher die benötigten Informationen an ein Lesegerät außerhalb der metallischen Spindel, die das Werkzeug mit dem Adapter aufnimmt.

Die Herausforderung dabei: Metall schirmt Strahlung gut ab. Das gilt auch bei den RFID-Chips: Stecken sie in Gegenständen aus Metall, dringt ihre Information nicht bis zum Lesegerät durch. „Wir haben den Übertragungsweg unterteilt“, erklärt Dr. Gerd vom Bögel, Gruppenleiter am IMS. „Vom RFID-Chip, der sich im Adapter befindet, übertragen wir die Daten zunächst mit einem Kabel bis an die Grenzfläche zwischen Adapter und Spindel. Hier leiten zwei Antennenspulen die Daten drahtlos an die Spindel weiter – eine Spule befindet sich dabei im Einsatzmodul, die andere in der Spindel. Ebenso überbrücken wir die Grenzfläche zwischen der drehbaren Spindel und dem feststehenden Teil des Messgeräts drahtlos.“

Weitere Einsatzmöglichkeiten für RFID denkbar

Eine Kleinserie der RFID-Messgeräte ist bereits in Geräten der Kelch & Links GmbH bei ausgewählten Kunden in der Anwendung. Vom Bögel sieht auch weitere Einsatzbereiche: „Das Übertragungsprinzip lässt sich überall dort nutzen, wo Informationen über mehrere Strecken hinweg drahtlos übermittelt werden müssen – etwa in Roboterarmen, die drehbare Gelenke haben.“

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