Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Inprozessüberwachung von Schallemissionen

Stahl verschleißen hören

Vorherzusagen, wann ein Werkzeug kaputt geht, ist nicht leicht. Mittels der Messung von Schallemissionen ist dies zwar möglich, aber auch teuer. Kombiniert man jedoch gängige Verfahren mit neuen Technologien, ergeben sich immer bessere und schnellere Verfahren.

 (Bild: ©Nejron Photo/stock.adobe.com)

(Bild: ©Nejron Photo/stock.adobe.com)

Mitte der Nullerjahre schien endlich ein Problem gelöst, das Unternehmen mit spanender Fertigung bis dato beharrlich vor Herausforderungen gestellt hatte: Während der Fertigung den Verschleißzustand auch von kleinsten Werkzeugen zu überwachen, Bohrer oder Fräser mit zwei Millimetern Durchmesser oder weniger. Externe, hochfrequente Körperschallsensoren sollten möglich machen, wofür Drehmoment und Spindelstrom alleine nicht ausreichen.

Schallemissionen messen

Schallemissionen in festen Körpern entstehen immer dann, wenn innerhalb des Materials Energie freigesetzt wird. Wenn sich also bei der Zerspanung Werkstück und Werkzeug gegeneinander bewegen, sich verformen und Späne entstehen, breiten sich Schallimpulse im Material aus. Da das abhängig vom Zustand des Materials geschieht – von Rissen und Verschiebungen der Korngrenzen beispielsweise – kann gemessen werden, wie sich das Material verändert. Schallemissionen enthalten somit präzise Informationen darüber, was in der Werkzeugschneide vor sich geht. Das Verfahren ist somit bestens geeignet für die Inprozessüberwachung und Vorhersage von Werkzeugverschleiß und -standzeit in der spanenden Fertigung. Warum ist der Einsatz der angebotenen Systeme trotzdem bis heute eher die Ausnahme als der Regelfall?

Teure Komplettsysteme

Marktübliche Lösungen nutzen einfache Grenzwerte und Hüllkurven zur Überwachung der Sensorsignale. Jedoch können Schallemissionen abhängig von Werkzeugschneide, mineralischen Einschlüssen im Werkstück und je nach Verschleißart ganz unterschiedlich ausfallen. Wenn ein Werkzeug zudem vielfältige Bearbeitungsaufgaben übernimmt, wird die Beurteilung des Verschleißzustandes immer komplexer. Die Preise für Komplettsysteme aus Sensoren und Softwareeinheit liegen derzeit bei mehreren Tausend Euro. Ein solches Verfahren stellt somit für Mittelständler, die dutzende Dreh- und Fräsautomaten gleichzeitig betreiben, eine erhebliche Investition dar. Andere Lösungen, wie die Verschleißmessung nach der Bearbeitung – z.B. mit Lasermesssystemen -verursachen eine erhöhte Prozesszeit und sind im Dauerbetrieb nicht wirtschaftlich. Wenn Werkzeugbruch und eine unzureichende Oberflächengüte aber erst bei einer nachgelagerten Qualitätskontrolle entdeckt werden, ist das meist mit viel Ausschuss und hohen Kosten verbunden.

Sprung nach vorne

Die Herausforderungen in der Produktion sind die gleichen geblieben. Hard- und Software aber haben in der Zwischenzeit einen Sprung nach vorn gemacht. Das wird vor allem bei der digitalen Signalverarbeitung deutlich, dem letzten Baustein des Systems. Je nach Anwendungsfall können schon kleine Computersysteme wie Einplatinenrechner, die weniger als 100 Euro kosten, ausreichend Leistung haben, um die benötigten Sensordaten zu empfangen und zu bewerten. Algorithmen, die Eingangswerte abstrahieren und Zusammenhänge und Entwicklungen über Zeitschritte hinweg beurteilen können, wurden in den letzten Jahren weiter- oder neu entwickelt. Wie kann also eine Lösung zur Inprozessüberwachung in der spanenden Fertigung aussehen?


Das könnte Sie auch interessieren:

Im Werkzeugmanagement eröffnet das Kennzeichnen von Assets mit Data Matrix Codes die Möglichkeit, Werkzeuge zu tracken und mit ihren Lebenslaufdaten zu verheiraten.‣ weiterlesen

Google Cloud gab kürzlich die Einführung der beiden Lösungen Manufacturing Data Engine und Manufacturing Connect bekannt. Mit den Tools lassen sich Assets einer Fertigungsumgebung vernetzen, Daten verarbeiten und standardisieren.‣ weiterlesen

Virtuelle multicloudfähige Plattformen können in Fertigungsbetrieben das Fundament bilden, um IT-Infrastruktur und Betriebsabläufe zu modernisieren und effizient zu betreiben. Denn das nahtlose Zusammenspiel von Cloud-Anwendungen, Softwarebereitstellung sowie Remote Work lassen sich mit digitalen Plattformen vergleichsweise einfach und global orchestrieren.‣ weiterlesen

Wibu-Systems ist Anwendungspartner im Projekt KoMiK. Im Mai wurde das Projekt abgeschlossen und der Karlsruher Lizensierungsspezialist hat zusammen mit den Projektpartnern aus Wirtschaft und Wissenschaft Empfehlungen zur Auswahl eines digitalen Kooperationssystems erarbeitet, inklusive eines Screening-Tools.‣ weiterlesen

MES-Lösungen verfügen über unterschiedliche Erweiterungsmodule, etwa für das Qualitätsmanagement. Der Ausbau der Basisfunktionen sorgt jedoch oft für Aufwand. Eine Alternative versprechen Cloudlösungen.‣ weiterlesen

Bei ihrer digitalen Transformation adaptieren Fertigungsunternehmen Technologien wie künstliche Intelligenz, Machine Learning und digitale Zwillinge. Cloud Computung hilft, dafür erforderliche Kapazitäten skaliert bereitzustellen.‣ weiterlesen

Mit mehreren neuen Partnern erweitert der Softwareanbieter ZetVisions sein Partnerangebot. Unter anderem sollen Pikon und People Consolidated das Beratungsangebot des Heidelberger Unternehmens ergänzen.‣ weiterlesen

Viele Deep-Learning- und Machine-Vision-Anwendungen stellen hohe Ansprüche an die eingesetzten Industrie-Rechner. Für den Einsatz in diesem Umfeld hat Hardware-Spezialist Spectra die PowerBox 4000AC C621A ins Programm genommen.‣ weiterlesen

Mit Hybrid Cloud-Lösungen wollen Firmen die Vorteile des privaten und öffentlichen Cloud-Betriebs erschließen. Managed Cloud Service Provider sind darin geschult, Fallstricke bei der Cloud-Nutzung solcher Infrastrukturen zu bewältigen.‣ weiterlesen

Per Low-Code-Tool können Anwender Prozesskonfigurationen selbst umsetzen. Im MES-Bereich ist dieser Ansatz noch selten zu finden, doch einige Lösungen gibt es bereits.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige