Zerspanung : iJaw macht Echzeitmessung von Spannkraft während der Bearbeitung möglich
iJaw auf Röhm Kraftspannfutter Duro-A RC mit Backenschnellwechselsystem,
- © RöhmDas Spannen von Werkstücken geschieht selbst auf modernsten Werkzeugmaschinen bis heute so wie bereits vor hundert Jahren: der/die BedienerIn spannt „nach Gefühl“. Mangels Sensorik kann ihn/ihr die Werkzeugmaschine dabei nur in geringem Umfang unterstützen. Und damit Werkstücke wirklich sicher gespannt sind, wird die Spannkraft oft eher zu hoch eingestellt. Gerade bei dünnwandigen Bauteilen oder empfindlichen Oberflächen führt das schnell zum Verformen und Verdrücken.
Röhms iJaw - Spannbacke
Mit der iJaw präsentiert der Spannmittelspezialist Röhm eine Spannbacke mit integrierter Sensorik zur Messung der Spannkraft direkt an der Spannstelle. Zwischen dem Sensor und dem Werkstück befindet sich lediglich ein nur einige Millimeter dicker Spanneinsatz. Damit eliminiert Röhm nahezu alle verfälschenden Einflussfaktoren und die iJaw kann über die tatsächliche, am Werkstück anliegende Spannkraft Auskunft geben. Die gemessenen Daten überträgt die iJaw kabellos über das robuste IO-Link Wireless Protokoll mit einer hohen Abtastrate von 100 Hz an ein Gateway. Das bedeutet, die iJaw misst in Echtzeit während der Bearbeitung. Dazu ist sie entsprechend robust aus gehärtetem Stahl und wasserdicht (IP 68) ausgeführt. Die Sendeantenne hat zum Schutz gegen glühende Späne eine Abdeckung aus Hochtemperaturkunststoff. Die iJaw lässt sich auf allen Drehfuttern mit einer passenden (Standard-)Backenschnittstelle wie jede andere Spannbacke montieren und einsetzen. Zur Markteinführung gibt es die iJaw als Stufenbacke für Drehfutter mit Geradverzahnung oder Schrägverzahnung in den Größen 215, 260 und 315. Passende Drehfutter von Röhm sind die Kraftspannfutter mit Backenschnellwechselsystem Duro-A RC, Duro-NCSE und Duro-NC sowie das Pendant aus dem konventionellen Bereich das Duro-T. Zur Anpassung der Backen an unterschiedliche Werkstückgeometrien gibt es verschiedene, wechselbare harte und weiche Spanneinsätze, die mit Schrauben auf der Backe arretiert werden.
Gateway als Daten-Hub
Das Gateway mit IO-Link Wireless Empfänger dient zum Empfang der Daten und zu deren Weiterleitung. Zur Anbindung an die Maschine bietet das Gateway eine Profinet-Schnittstelle. Darüber liegen die Daten an der Maschinensteuerung an und können auf dem HMI der Werkzeugmaschine angezeigt und/oder von der Maschinensteuerung weiterverarbeitet werden. Über eine LAN-Schnittstelle am Gateway lässt sich die iJaw mit dem Internet verbinden und ist damit eine echte IoT-Lösung. Die Daten können darüber in eine Cloud gesendet und dort archiviert und weiterverarbeitet werden.
Diverse Anwendungsszenarien
„Wir haben sieben ganz unterschiedliche Szenarien identifiziert, in denen die iJaw einen deutlichen Mehrwert bietet“, sagt Claus Faber, Leiter Produktmanagement und Marketing bei Röhm. In den ersten drei Szenarien geht es um das ‚Fühlen‘ vor und während der Bearbeitung. Vor der Bearbeitung unterstützt die iJaw beim Zuführen von Werkstücken und beim Einrichten des Spannsystems. Kommt es dabei zu Fehlern, weichen die gemessenen Spannkräfte von den Sollwerten ab und es kann manuell oder automatisiert reagiert werden. Während der Bearbeitung können zu hohe Spannkräfte (Gefahr der Beschädigung des Werkstückes) und zu niedrige Spannkräfte (unzureichende Haltekräfte bis hin zum Herausschleudern des Werkstückes) detektiert werden. Drei weitere Szenarien bieten Anwendungen zur Auswertung von Serien- und Reihenmessungen. Dazu zählen das frühzeitige Erkennen von anstehenden Wartungen zum Erhalt der Spannkraft oder das Verschleißen von Werkzeugen. Ausschussteile können schon im Bearbeitungsprozess, d.h. bereits während ihrer Herstellung, identifiziert werden.
„Im letzten Szenario sehen wir vor allem die Dokumentation“, erläutert Claus Faber: „das ist zum einen für dokumentationspflichtige Bauteile hochinteressant – wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrttechnik – zum anderen aber auch für Produkt- und Prozessoptimierungsaufgaben. Wenn ich nach einem längeren Zeitraum noch einmal wissen möchte, wie ein Bauteil gefertigt wurde, kann ich die Fertigungssituation in den Daten in der Cloud recherchieren. Die iJaw archiviert quasi den Fingerabdruck der Bearbeitung“.
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