Gebannte Gefahr

Neuartige Werkzeugüberwachung für das mobile Seilschleifen

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Integration in die mobile Seilschleifmaschine

Entsprechend den dargestellten Ergebnissen leitet sich der Überwachungsansatz in Bild 9 ab. Um die fertigungsbedingte Varianz der Perlenabstände zu berücksichtigen, wird der Ist-Wert der Teilungsdauer tt und der Schleifsegmentdauer ts mit einem toleranzbandbehafteten, gleitenden Mittelwert verglichen. Erfolgt eine Überschreitung der Grenzen, kann dies auf ein Aufschieben der Schneidperlen zurückgeführt werden.

Bild 9: Der Überwachungsansatz bezüglich Werkzeugaufbau und Seilschlupf.
Bild 9: Der Überwachungsansatz bezüglich Werkzeugaufbau und Seilschlupf.
(Bild: IFW)

Während des Trennprozesses kann es auch zu Schlupfeffekten zwischen Antriebsrad und Schneidseil kommen, was etwa infolge einer zu geringen Seilspannung geschieht. Hierdurch werden die betrachteten Merkmale tt beziehungsweise ts beeinflusst. Entsprechend muss das Auftreten eines Seilschlupfs für eine robuste Überwachung berücksichtigt werden. Geschieht dies nicht, kommt es zu Fehlalarmen. Zielführend ist dazu die Nutzung eines zweiten, aber versetzten Wirbelstromsensors (auch Bild 9). Sind Schneidperlen verschoben, so detektieren beide Sensoren signifikante Abweichungen in der Teilungsdauer tt und der Schleifsegmentdauer ts. Kommt es zum Schlupf, stimmen die Ergebnisse nicht überein. Folglich kann anhand des vorgestellten Ansatzes der Werkzeugaufbau und auch der Schlupf am Antriebsrad überwacht werden.

Weil das Schneidseil aufgrund der Prozessbedingungen schwingt (vergleichbar mit einer Gitarrensaite) und der Wirbelstromsensor einen eingeschränkten Messbereich besitzt, ist eine Positionierung des Sensors am Antriebsrad (siehe Bild 5) der mobilen Seilschleifmaschine nötig. Dies begründet sich dadurch, dass durch das Aufliegen des Schneidseils am Antriebsrad ein schwingungsarmer Zustand sichergestellt ist. Zudem wird ein definierter Abstand zwischen Schneidseil und Sensor gewährleistet.

Das Fazit und der Ausblick für die Praxis

Zusammenfassend wurde gezeigt, dass der vorgestellte neuartige Mess- und Überwachungsansatz grundlegend dafür geeignet ist, um eine In-Prozess-Überwachung des Werkzeugaufbaus zu ermöglichen. Entsprechend kann die Detektion des Aufschiebens der Schneidperlen in die Praxis umgesetzt werden, wodurch die Gefahr von Seilrissen reduziert wird. So besteht die Möglichkeit, frühzeitig ein beschädigtes Schneidseil zu identifizieren und eine bedarfsorientierte, planbare Unterbrechung des Trennprozesses durchzuführen. Das minimiert die Zeit von Maschinenstillständen und steigert folglich die Produktivität. Darüber hinaus eignet sich der Ansatz auch dazu, ein schlupfendes Antriebsrad zu erkennen.

Dieser Artikel entstand im Rahmen des vom zentralen Innovationsprogramm Mittelstand geförderten Projekts „Else“. Besonderer Dank gilt dem BMWi für die Förderung und dem Kooperationspartner Cedima Diamantwerkzeug- und Maschinenbaugesellschaft mbH für die Zusammenarbeit.

* Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena ist Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover. Dr.-Ing. Benjamin Bergmann leitet am IFW den Bereich Maschinen und Steuerungen. M. Sc. Björn-Holger Rahner ist wissenschaftlicher Mitarbeiter, Maschinentechnologie Research Assistant, Machine technology, ebenda. Weitere Informationen: www.ifw.uni-hannover.de

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