Das Überwachungssystem Toolinspect reguliert sich auf der Basis der bekannten Maschinendaten

Das Überwachungssystem Toolinspect reguliert sich auf der Basis der bekannten Maschinendaten selbstständig nach. (Bild: MCU GmbH)

Mit der Prozessüberwachung Toolinspect der MCU GmbH arbeitet die Lupal GmbH einfacher, effizienter und mit kürzeren Taktzeiten.
WINNENDEN (rm). Prozesse werden genauer, die Nachweise gegenüber dem Kunden immer lückenloser und aufwändiger. Jedoch muss auch die Umstellung auf neue Bearbeitungen flexibel und einfach durchführbar sein, was häufig nicht der Fall ist.

Lupal arbeitet in ihrer komplexen CNC-Fertigung unter anderem mit den mehrspindligen Bearbeitungszentren BAW 04-22 und 2 x BA 400-4 von SW. Vorteil dieser mehrspindligen Zerspanung ist hauptsächlich die  gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Werkstücke.

Gleichzeitig lässt sich damit auch die Schwerzerspanung, Effizienz und Leistungsfähigkeit miteinander verbinden. Voraussetzung für Effizienz aber ist eine kontinuierliche Prozessüberwachung. Und damit hatte man bei Lapal in der Vergangenheit Probleme.

Einerseits stieg bislang die Laserüberwachung durch Späne, Wasser oder Schmutz immer wieder aus. Anderseits kostete diese Überwachung Taktzeit. Je nach Werkzeuglänge sind das zwischen 1 und 3 s in der Hauptzeit pro Werkzeugwechsel.
Einen weiteren Nachteil der Laserüberwachung sieht Lupal aber auch darin, dass Schäden am Werkzeug erst spät erkannt werden. Im schlimmsten Fall trifft es sogar die Maschine oder die Spindel. Deshalb ist man dazu übergegangen, Systeme einzusetzen, die über die Maschinenparameter arbeiten. Umso komplexer solche System jedoch sind, desto pflegebedürftiger. Im konkreten Fall war es so, dass bei einer Änderung des Prozesses das System sofort auf Störung schaltete. Das erneute Einrichten dauerte bis zu 1 h. Zudem wurde ein Werkzeugbruch erst bei einer erneuten Überwachung festgestellt und erst dann die Bearbeitung gestoppt.

Diese zeitintensive Neueinpflege von Daten führte dazu, dass Lupal das System Toolinspect testete, das einen völlig anderen Ansatz hat. Denn die Basis für die Inbetriebnahme beruht auf dem Maschinentyp und der Steuerung. Man weiß von Beginn an, was die Maschine an Leistung bringt und kann so auch den Prozess besser darstellen. Auf Grund dieser Daten reguliert sich Toolinspect selbstständig nach. Das gilt auch für den Einsatz alter oder nachgeschliffener Werkzeuge sowie Materialien, durch die ebenfalls Schwankungen entstehen können. Diese Informationen inklusive dem Wärmegang sind in den Algorithmen des Systems hinterlegt.

Beispielsweise bei den vierspindligen BAZ von SW sind pro Spindel über 520 Überwachungen möglich, bei vier Spindeln über 2 000. Lupal führt lediglich etwa 40 Überwachungen pro Spindel durch. Es wären auch mehr möglich, denn MCU programmiert das System und damit werden alle Bearbeitungsschritte überwacht. Grenzen erhöhen beziehungsweise Rückstellungen dagegen kann man nach Störungen selbst einfach durchführen.
Ein konkretes Beispiel hierfür ist ein Bauteil, bei dem der Anguss abgesägt wird. Ist der Angusstutzen zu kurz gesägt, hat der Fräser einen längeren Weg. Das System geht auf Störung. Solche Störungen sind also bauteilbedingt, lassen sich aber mit dem Toolinspect einfach beheben.

Die einfache Handhabung bei Werkstück- und Prozessänderungen sowie die Tatsache, dass keine Daten während des Prozesses eingepflegt werden müssen, hat Lupal überzeugt. Deshalb hat man von SW sowohl für die BAZ mit Linearmotoren als auch mit Kugelrollspindel den Toolinspect gefordert, den es allerdings bereits als Option gab.

Toolinspect ist mit sieben unterschiedlichen Steuerungen einsetzbar, weil die Hardware des Moduls immer gleich ist, das System in Echtzeit arbeitet und Prozessschwankungen automatisch erkennt. Zudem stehen verschiedene Diagnosetools bereit. Dazu zählen unter anderem die Prozessoptimierung oder als optionale Erweiterung auch eine adaptive Regelung von Schruppprozessen sowie eine MDE mit bis zu 250 verschiedenen Störungsgründen

Daher ist nur ein System für ein bis vier Spindeln notwendig und man kann auf alle 4- und 5-Achsantriebe zurückgreifen. Die hohe Stabilität der Maschine lässt sich auch im Prozess nachvollziehen. Besonders wichtig ist die Prozesssicherheit des Systems Toolinspect sowie die Taktzeitreduzierung.
Bei einem Bauteil kann die Gießerei nicht gewährleisten, dass eine notwenige Edelstahlbuchse auch immer vorhanden ist. Deshalb wurde bislang eine manuelle Prüfung über einen Magneten durchgeführt. Mit Toolinspect erübrigt sich diese Kontrolle, weil das System durch die Differenz des Kraftaufwands sofort erkennt, ob es sich um Aluminium oder Edelstahl handelt. Möglich wird das durch die Strom-Weg-Referenzierung. Das das System erkennt, in welcher Position welcher Strom vorhanden ist.

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