Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

Transkript

1 Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen Hubert Sykora - Leiter Vertrieb & Marketing - Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

2 Vorstellung & Einleitung Aktuelle Anforderungen Condition Monitoring der Drehdurchführung Überwachung der Position des Lösekolbens Kontrolle der Zugstangenposition Spannkraftüberwachung Zukunftsausblick Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

3 Die JAKOB-GRUPPE ist ein Verbund von sieben mittelständischen Unternehmen. Wir haben uns zusammengeschlossen, um unsere Leistungen und unser Angebotsspektrum kontinuierlich verbessern zu können, für Sie unsere Kunden und gemeinsam mit Ihnen. Denn bei allem, was wir tun, setzen wir in erster Linie auf den intensiven, konstruktiven Dialog mit Ihnen. Unsere nachweisliche Qualität, Kompetenz und die erbrachten Leistungen führen zu einer Technik die überzeugt, zu Produkten der JAKOB-GRUPPE. Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

4 Lieferprogramm Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

5 Komplettanbieter für kundenspezifische Werkzeugspannsyteme Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

7 Anforderungen an den Produktionsprozess - ressourcenschonend - kosteneffizient - - sicher - Maschine Spindel Spannsystem Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

8 Aufbau eines Werkzeugspannsystems SK HSK PSC Drehdurch- Spannsatz + Einbauspannkopf + Löseeinheit + führung Teller- bzw. Schraubentellerfeder Gasdruckfeder hydraulisch pneumatisch 1 Kanal 2 Kanal 3 Kanal elektrisch Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

9 Hauptausfallursachen bei Motorspindeln Quelle: PTW Darmstadt Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

11 Condition Monitoring der Drehdurchführung Problematik: Verschleiß der Dichtbuchsen führt zu Dichtigkeitsverlust im Übergangsbereich der Stator-Spindelwelle Flutung der Drehdurchführungslager und damit Eintritt in die Motorspindel Ausschwämmen des Lagerfettes in der Lagerung der Spindel unter Rotation Lagerschaden der Motorspindel Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

12 Condition Monitoring der Drehdurchführung Interne Leckageüberwachung: Zweistufige Leckageflussmengenmessung Temperatursensor Passend in das OTT-Jakob-Modulsystem Ermöglicht Ausfallprävention aufgrund ständiger Überwachung und damit frühzeitigen Benutzereingriff Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

13 Condition Monitoring der Drehdurchführung Interne Leckageüberwachung: Normal Erhöhte Leckage Dichtsatzbruch Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

14 Condition Monitoring der Drehdurchführung Externe Leckageüberwachung: Nachrüstung ohne Tausch der Drehdurchführung möglich Auch für den Einsatz mit Fremd-Drehdurchführung geeignet Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

15 Vorstellung & Einleitung Aktuelle Anforderungen Leckageüberwachung der Drehdurchführung Überwachung der Position des Lösekolbens Kontrolle der Zugstangenposition Spannkraftüberwachung Zukunftsausblick Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

16 Überwachung der Position des Lösekolbens Problematik: Schnelle Werkzeugwechsel (Spannen-Lösen) bedeuten schnelle, axiale Positionierungen der Zugstange Nach aktuellem Stand der Technik erfolgt der Lösevorgang durch hydraulische Löseeinheiten. Druckschwankungen im Bereich der hydraulischen Kreisläufe können ein Wandern des Lösekolbens bewirken. Dadurch erfolgt ein Kontakt zwischen dem stehenden Lösekolbens und dem rotierenden Spannsystem Resultat: Reibschweisserscheinungen am Berührungspunkt Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

17 Überwachung der Position des Lösekolbens Einsatz von Löseeinheiten mit KAS: Kolbenpositionsabfragesensor innerhalb der Löseeinheit überwacht den mechanischen Anschlag im Zustand Werkzeug gespannt Eine Back-End-Elektronik mit elektronischer Einprellfunktion gibt die Information an die Maschinensteuerung weiter Sensor Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

19 Kontrolle der Zugstangenposition Problematik: Zu geringe Wege beim Spann- und Lösevorgang im Falle des Werkzeugwechsels Beschädigung der Spannzangen Geringere Werkzeugeinzugskräfte Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

20 Kontrolle der Zugstangenposition Werkzeug gespannt Werkzeug gelöst Gespannt ohne Werkzeug Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

21 Kontrolle der Zugstangenposition Einsatz von Löseeinheiten mit INWEST: Überwachung der Stellwege mittels induktivem Wegaufnehmer Geringe Fehlertoleranz bei gleichzeitig hoher Auflösung Sichere Informationsbereitstellung der Schaltsignale zur weiteren Verwendung Einfaches Set-Up mittels Software/USB-Stick und grafischer Benutzeroberfläche zur einfachen Konfiguration Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

22 Kontrolle der Zugstangenposition Einsatz von Löseeinheiten mit INWEST: Beispiel einer Löseeinheit mit integriertem Wegmesssystem (INWEST) Grafisch gestaltete Application für ein einfaches und fehlerfreies Set-Up Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

24 Spannkraftüberwachung Problematik: Verschleiß aufgrund der mechanischen Beanspruchung bzw. Defekte führen zu sinkenden Einzugskräften Unterschreiten diese einen gewissen Wert, können Probleme auftreten Sicherheit des Bedieners ist nicht mehr gewährleistet Korrosions-Partikel beschädigen Spindel- und Werkzeugkonus Werkzeug vibriert und hinterlässt Bearbeitungsspuren auf dem Werkzeug Reduzierung der Werkzeugstandzeit Werkzeugbruch ohne ersichtlichen Grund Spindelkonus korrodiert aufgrund von Mikrobewegungen Stark zunehmender Werkzeugverschleiß Unnötiger Maschinenausfall Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

25 Spannkraftüberwachung Power-Check II: Messgerät zur Überprüfung der Einzugskraft Austauschbare Adapter für alle Kegelgrößen und Normen Simulation des Toleranzbereiches Werkzeug/Spindel Anzeige des Messwertes auch bei schlechten Lichtverhältnissen Interner Speicher für bis zu Einzelmessungen Integrierter Li-Ion Akku USB-Anschluss zum Auslesen des Speichers und für den Ladevorgang Noch handlicher als der Power-Check I Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

26 Spannkraftüberwachung Power-Check II: wireless Positionierung im Werkzeugwechsler mittels Adapter mit Greiferrille Wireless Data Transfer Automatisches Aufwachen des Power-Check II wenn er benötigt wird Verschiedene Empfangskonzepte möglich Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

27 Spannkraftüberwachung Power-Check II: wireless Empfangsmöglichkeiten: Power-Monitor Antenne zur direkten Einbindung in die Maschinensteuerung USB-Stick und Windows-Software Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

29 Zukunftsausblick: Plananlagenkontrolle Optimale Spannung Problematik: Späne am Werkzeug bzw. an der Spindelnase können eine optimale Spannung verhindern Beim Spannvorgang erfolgt eine Schiefstellung bzw. ein Achsversatz des Werkzeugs Fehlspannung Mangelndes Bearbeitungsergebnis (keine Masshaltigkeit, schlechte Oberflächengüte, kein optimaler Bearbeitungsdurchsatz) Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

30 Zukunftsausblick: Plananlagenkontrollsystem Planko Optimale Spannung Sensorsystem auf Basis von Keramikresonatoren und Hohlleiterstrukturen Robust Einfache Integration Direkte Abstandsmessung Wirtschaftlich Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

31 Zukunftsausblick: Plananlagenkontrollsystem Planko Span zwischen Werkzeug und Spindel 3D Animation Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ott-Jakob Spanntechnik GmbH Industriestraße 3-7 D Lengenwang info@ott-jakob.de Hubert Sykora Zustands- und Prozessüberwachungssysteme für Komponenten bei Motorspindelsystemen