Suchen

Linearführung Aktiv eingreifen, nicht nur zuschauen

| Redakteur: Ute Drescher

Nur wenige Industriebranchen sind einem so hohen Kosten- und Innovationsdruck ausgesetzt wie die Werkzeugmaschinenindustrie. Um die Produktivität und Zuverlässigkeit ihrer Werkzeugmaschinen zu steigern, setzt ein Hersteller für die aktive Zustandsüberwachung und -prognose Linearführungen von Schaeffler ein.

Firmen zum Thema

Verantwortlich dafür, dass Linearführungen vor dem Ende der zu erwartenden Gebrauchsdauer ungeplant ausfallen, sind meist Mangelschmierung und Verschmutzung. Die Lösung von Schaeffler: eine intelligente, d. h. bedarfsgerechte und automatisierte Nachschmierung der Linearführungen (Ina Durasense).
Verantwortlich dafür, dass Linearführungen vor dem Ende der zu erwartenden Gebrauchsdauer ungeplant ausfallen, sind meist Mangelschmierung und Verschmutzung. Die Lösung von Schaeffler: eine intelligente, d. h. bedarfsgerechte und automatisierte Nachschmierung der Linearführungen (Ina Durasense).
(Bild: Schaeffler)

Um die Verfügbarkeit und Lebensdauer von Werkzeugmaschinen zu optimieren, wurden bislang klassische Condition Monitoring Systeme (CMS) eingesetzt – bei Maschinenparks in der Regel als Remotesysteme. Im Vordergrund der Entwicklung dieser CMS stand eine Verlängerung der Mean Time Between Failure, also der Zeitdauer zwischen Maschinenausfällen.

Bildergalerie

Diese Systeme vergleichen sensorisch den Neuzustand der Maschine mit dem aktuellen Zustand. Veränderungen und Schäden können so frühzeitig entdeckt werden. Sie liefern die Basis-Informationen für eine vorausschauende Instandhaltung. Es handelt sich jedoch um rein passive Systeme, d.h. sie haben keinen Einfluss auf die Betriebsparameter der Maschinen. Eine Erhöhung der Produktivität z.B. durch höhere Spanleistungen und die Kenntnis über deren künftige Auswirkung auf die Lebensdauer der Maschine ist mit den klassischen rein beobachtenden Systemen kaum zu erreichen.

Subsysteme greifen aktiv ein

Um das Ziel von mehr Spanleistung, besserer Oberflächenqualität, höherer Präzision und mehr Verfügbarkeit zu erreichen, wird die nächste Maschinengeneration über eigene Regelkreise verfügen. Sie ermöglichen es nicht nur, den Zustand von Maschinenkomponenten zu „monitoren“, sondern den Zustand von Maschinenkomponenten und den Fertigungsprozess während der gesamten Betriebsdauer aktiv zu beeinflussen. Mit Unterstützung von Schaeffler setzt Buffalo Machinery diesen Plan in die Praxis um.

Die taiwanesische Buffalo Machinery Co. wurde 1979 gegründet und umfasst die zwei Produktlinien Microcut und Axile. Unter dem Label SMT (Smart Machining Technology) verbindet Buffalo schon heute Monitoring Systeme mit Kompensationsstrategien zu innovativen Regelkreisen. 2016 starteten Buffalo und Schaeffler eine Kooperation zum Thema „Industrie 4.0“ mit dem Ziel, eine erweiterte Zustandsüberwachung in Werkzeugmaschinen zu entwickeln.

Hierzu wurde das 5-Achs-Bearbeitungszentrum Axile G8 von Buffalo Machinery mit allen wichtigen Messsystemen ausgestattet und auf der TIMTOS 2017 erstmals der Weltöffentlichkeit vorgestellt. Schaeffler steuert für dieses Entwicklungsprojekt die Technologien für die Zustandsüberwachung und –prognose der Linearführungen bei. So wurden die Linearachsen des Buffalo-Bearbeitungszentrums mit den Rollenumlaufeinheiten Ina Durasense ausgerüstet.

Maschinenkonstruktion bleibt unverändert

Die in die Laufwagen integrierte Sensorik erfasst permanent den Schmierzustand und löst bei Emission von Körperschallschwingungen ab einem definierten Schwellenwert einen Schmierimpuls an einem automatischen Schmierstoffgeber aus. Die Umrüstung war sehr leicht durchzuführen: Nur die Laufwagen unterscheiden sich von der konventionellen Führung RUE-E. Das Maschinendesign kann unverändert bleiben. Der Regelkreis zwischen Sensorik am Laufwagen und dem Schmierstoffgeber als Aktor ermöglicht eine zustandsorientierte automatisierte Nachschmierung. Das System spült sogar eingedrungene Fremdkörper und Kühlschmierstoffe selbsttätig aus der Linearführung heraus.

Am Display der Maschinensteuerung sind Informationen über den Lagerzustand der Achsen und den Schmierstoffverbrauch abrufbar. Auf diese Art und Weise kann Schmierstoff gespart und zugleich können Ausfälle aufgrund einer Mangelschmierung ausgeschlossen werden. Da Mangelschmierung beziehungsweise unzureichende Schmierung eine der Hauptursachen von vorzeitigen Ausfällen von Linearführungen darstellt, erhöht die Ina Durasense die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der kompletten Maschine.

TechnoIogien intelligent kombiniert

Die intelligente Kombination der Technologien von Schaeffler zur Zustandsanalyse und –prognose mit der Smart Machining Technology von Buffalo ermöglicht dem Werkzeugmaschinenhersteller die Entwicklung neuer Services. Diese sind unter dem Label Axile Reliability Technology, kurz Art zusammengefasst. Art verwendet zur Datenerhebung sowohl Sensoren an den Schlüsselkomponenten als auch Daten aus der Maschinensteuerung. Nach einer ersten Vorverarbeitung der Echtzeitdaten werden diese zur Analyse in die Axile-Cloud hochgeladen. Die vorverarbeiteten Daten werden einerseits benutzt, um mit den Schaeffler-Algorithmen den Zustand der Maschinenkomponenten auf Basis der Betriebsdaten zu bestimmen. Zum anderen dienen die Daten dazu, den Fertigungsprozess mit SMT von Buffalo intelligent zu steuern und zu optimieren.

Das 5-Achs-Bearbeitungszentrum Axile G8 ist mit dieser Kombination an Technologien die erste Werkzeugmaschine in Taiwan, die Industrie 4.0-tauglich ist. Im Rahmen der Kooperation mit Schaeffler durchlaufen die Maschinen aktuell verschiedene Tests. Außerdem werden über einen längeren Zeitraum Betriebsdaten an den Maschinen erhoben, um im weiteren Verlauf die Software-Entwicklung weiter voranzutreiben. (ud)

SPS IPC Drives 2017: Halle 3A, Stand 458

(ID:44930482)