Werkzeugüberwachung - mit Schall

Neben den rein mechanischen Verfahren, Werkzeugbruch zu erkennen, habe ich bei einem Autozulieferer Versuche gesehen, ein auf Körperschall aufbauendes System einzuführen.

Grundgedanke war, daß ein scharfes Werkzeug ein anderes Schallprofil im Maschinengestell erzeugt als ein stumpfes oder eines mit ausgebrochenen Schneiden, was die mechanischen Systeme nur unzureichend erkennen.

Also hat ein PC mittels Mikrofon an ausgesuchten Anlagenstellen, meist Nähe der Bearbeitungsstelle und AD-Karte das Schallprofil aufgenommen, wenn das Werkzeug noch in Ordnung war. Bei Fehlern stieg normalerweise der Schallpegel an, bei ausgebrochenen Schneiden ergaben sich häufig Spitzen im Schallprofil, diese hätte die Software erkennen können sollen und entsprechende Aktionen einleiten. Bei gebrochenen Werkzeugen fehlten markante Teile des Schallprofiles, die Anlage konnte sofort gestoppt werden, wenn also der Bohrer nicht vorbohrt, kracht auch der Gewindebohrer nachher nicht dagegen.

Die Praxis sah dagegen ein wenig anders aus, bei HSS-Werkzeugen funktionierte dies zufriedenstellend, HM-Werkzeuge und hier die besonders gefährdeten Bohrer erzeugten bei ausgebrochenen Schneiden eben nicht jenes erwünschte andere Schallprofil.

Meines Wissens hat man sich nicht für dieses System entschieden, Kontakt zu diesem großen Autozulieferer habe ich nicht mehr. Die Erprobung fand ca. 1992 statt, ist also jetzt rund 12 Jahre her.

Hallo TBL,

das ist schon ein interessantes Thema.
Ich denke das die Messung mit einem Mikrofon vielleicht auch gehemmt wird, da bei zu großer Empfindlichkeit die externen Störgeräusche einen zu großen Einfluss bekommen. Wenn man die Empfindlichkeit "runterschraubt" werden kleinere Unterschiede nicht mehr erfasst. Insgesamt also schwierig. Es gibt ja schon Systeme die die Belastung der Spindel auswerten. Vielleicht kann man ja auch die Schwingungen der Maschine zur Überwachung nutzen (ist aber wahrscheinlich ein bisschen teuer hierfür Beschleunigungsaufnehmer zu verwenden), da kenne ich noch kein System das damit arbeitet.

Grischa

Hi TBL,

wirklich eine interessante Sache.....aber ob es praktisch funktioniert wage ich zu bezweifeln.
Ich bilde mir ein, ein Werkzeug beim Schneiden auch am Schall beurteilen zu können, wenn ich mir ihm an der entsprechenden Maschine genügend Erfahrungen
gesammlet habe, unsere KUB-Bohrer zum Beispiel haben ihren eigenen ganz besonderen Klang, wenn sie schneiden, wenn sie allerdings stumpf oder kaputt sind klingte eher grässlich....
Aber es gibt in den Fertigungen so viele verschiedene Faktoren, die da mit reinspielen, dass eine pauschalisierte Umsetztung in eine Software sicher nicht so schnell Realität werden können. Es bedarf da sicher stets einer Anpassung an die Gegebenheiten. Und bei einer Einzelteilfertigung wie der unseren, ist das sicher kaum möglich...

Hallo,

gute Idee, ich habe auch schon daran gedacht.
Eine Anwendung wäre für lange Eingriffszeiten wie im Formenbau.
Bei abrupter Änderung des Geräuschpegels in beide Richtungen (allgemeine Änderung der Frequenz) müßte dann ein automatischer Stop erfolgen oder ein Wz.echsel.

Gruß Kasi

Das Werkzeugüberwachungssystem wurde nach meinem Kenntnisstand damals nicht eingeführt, sollte auf einer Fertigungsstraße für Autoscharniere die Werkzeuge überwachen, da z. B. zu kleine Löcher abgerissene Gewindebohrer zur Folge hatten und deren Fragmente beim Einbau im Autowerk wiederum Schäden an den Robotern verursachten. Das endete letztlich in einer manuellen 100%-Ausgangskontrolle, die sich dann jedoch auch nicht als 100%ig erwies.

Wie schon gesagt, das war nicht mein Projekt und ich habe es auch nur interessehalber nebenher im Auge behalten.

Hallo TBL,

gerade habe ich einen Link gesehen in dem es um variabel gesteuerte Kühlmitteldüsen ging. Die Firma schneidet auf Ihrer HP auch das Thema Werkzeugbruchkontrolle mit Ultraschall an.

Quelle: Bema HP 04/04

Inwiefern wurden damit schon Erfahrungen gemacht?

Gruß Michael