Neue Flexium-Funktion – Adaptives Schleifen

AC Schleifen – Vollständig integrierte, adaptive Vorschubregelung

Die Verbesserung der Qualität von Werkzeug-Oberflächen sowie die Verringerung der Produktionszeiten verschiedenster Werkzeuge gelten als Hauptvorteile dieser neuen Funktion. Diese werden durch eine konstante Messung und Überwachung des Drehmoments der Hauptspindel sowie einer automatischen Regelung der optimalen Vorschub-Geschwindigkeit erreicht. Die neue, rein Software-basierte Funktion „Adaptives Schleifen“ von NUM kann ohne zusätzliche Hardware in alle auf Flexium- und Flexium+ -basierenden Systeme integriert werden. Um eine aussagekräftige Spindelstrommessung durchführen zu können, sind ein Synchronmotor sowie ein Antriebsverstärker der Serie NUMDrive X oder MDLU3 Voraussetzung.

Wie funktioniert das AC-Schleifen?

Der Maschinenbediener schleift ein Referenz-Werkstück mit definierter Vorschub-Geschwindigkeit, wobei der Spindelstrom ausgewertet wird. Anschliessend wird dieser Spindel-Referenzstromwert in der NUMROTO-Benutzeroberfläche eingetragen. Alle nachfolgenden Werkstücke werden nun mit demselben, definierten Referenzstrom geschliffen. Dank der adaptiven Vorschubregelung ergibt sich ein konstanter Schleifdruck während der Bearbeitung, wodurch gleichmässige Oberflächen erreicht werden. Der Referenzstromwert kann übrigens auf jeder Maschine – auch über verschiedene Standorte hinweg – für das entsprechende Werkstück und die entsprechende Schleifscheibe abgerufen und eingesetzt werden.

Das Software-Paket „AC-Schleifen“ stellt eine Aufzeichnungsfunktion (Monitoring-Tool) zur Verfügung, welches für die Auswertung des Spindelstroms den Stromverlauf aufzeichnet. Die Applikation bietet diverse Einstellungsmöglichkeiten, welche bedienerfreundlich in der NUMROTO-Oberfläche festgelegt werden können. Während des AC-Schleifvorgangs bleibt der Maschinenbediener Master über das Potentiometer und kann jederzeit in den Bearbeitungsprozess eingreifen.

Kürzere Bearbeitungszeiten

Beim „Luftschleifen“ kann das AC-Schleifen den Vorschub auf ein definiertes Maximum erhöhen. Beim Eindringen in das Material wird der Vorschub entsprechend der Bearbeitungskraft wieder auf den Referenzstrom reduziert. Durch das Beschleunigen in Bereichen mit wenig oder gänzlich ohne Abtragsvolumen wird Zeit gespart. Test-Durchläufe haben gezeigt, dass sich die Produktionszeiten um 10% bis 30% reduzieren lassen.

Schutz vor zu hohem Bearbeitungsdruck

Da der Schleifdruck beim AC-Schleifen geregelt wird, können Teile vor (viel) zu hohem Bearbeitungsdruck geschützt werden. Im Extremfall kann so beispielsweise das Abbrechen von Rohlingen durch ein abgenutztes Werkzeug vermieden werden, was Ausschuss reduziert.

Die Vorteile in der Übersicht

  • Kürzere Produktionszeiten für eine Vielzahl von Werkzeugen durch
  • höherer Vorschub in Bereichen mit geringer Abtragsrate
  • höherer Vorschub beim Luftschleifen (wird vom Bediener definiert)
  • Glatte, gleichmässige Oberflächen durch konstanten, geregelten Schleifdruck
  • AC-Schleifen kann Werkstücke vor übermässigem Schleifdruck schützen, was zur Vermeidung von Werkstückbruch und Überlastung der Schleifscheibe beiträgt
  • Gleichmässiger Verschleiss der Schleifscheibe während des Prozesses
  • Permanente Spindelstromüberwachung
  • Kollisions-Erkennung als Überwachungs-Funktion
  • Vermeidung von Folgeschäden durch Überlastung
  • Vorschub-Regler bietet individuelle Merker-Funktionen
  • Nach jeder Nute zurücksetzen: Regler startet immer mit vorgegebenem Potentiometer-Wert
  • Mit Merker: Der Vorschub-Regler startet bei der nächsten Nute mit dem alten Potentiometer-Wert
  • Vorschub-Regler-Parameter einstellbar (Optimierung des Reglerverhaltens)
  • Monitoring-Tool
  • Darstellung des aktuellen Stromverlaufs beim jeweiligen Schleifprozess
  • Aufzeichnungsfunktion dient zur Auswertung des Spindelstroms
  • Protokollierung und Speicherung von Messdaten für spätere Auswertung möglich
  • Erkennung des Zustandes der verwendeten Schleifscheibe
  • Vorschubgeschwindigkeit sinkt, wenn die Schleifscheibe verschleisst („geht zu“)
  • Das notwendige Abrichten oder der Wechsel der verwendeten Schleifscheibe kann mit diesen Informationen gesteuert werden
  • Diverse Einstellungen können bedienerfreundlich über die NUMROTO-Oberfläche festgelegt werden
  • Flexible Definition von verschiedenen Überwachungen und Überlastreaktionen (in der SPS)
  • Benutzerfreundliche Handhabung des Potentiometers (Bediener ist immer der Master)
  • Vorschub-Geschwindigkeit kann sowohl erhöht als auch reduziert werden (abhängig von definierten Voreinstellungen und aktuellem Zustand der Schleifscheibe)

Überwachung

AC-Schleifen bietet zusätzlich Überwachungsfunktionen für die Spindel. Eine Kollisionsüberwachung mit einer Detektionszeit von 2 ms stoppt bei Überschreiten eines konfigurierbaren Maximalstromes sofort die Maschine und leitet eine entsprechende Meldung an die SPS weiter.

Auch der Verschleiss der Schleifscheibe kann überwacht werden. Verringert sich die Abtragungsleistung der Schleifscheibe, reduziert sich durch die Regelung der Vorschub selbstständig. Wird ein vorgegebener Mindestvorschub unterschritten, so sendet das AC-Schleifen eine Meldung an die SPS, wodurch individuell auf den Status reagiert werden kann. So kann u.a. ein automatisches Abrichten der Scheibe ausgelöst werden.

Anforderungen und Installation

Wie eingangs bereits erwähnt, sind zur Spindelstrommessung ein Synchronmotor sowie ein Antriebsverstärker des Typs NUMDrive X oder MDLU3 nötig. Aber auch Asynchronmotoren können vektoriell betrieben (mit Geber) eingesetzt werden. Der Einsatz von anderen Frequenzumformern kann individuell geprüft werden.

Da es sich um eine vollständig integrierte Lösung zwischen dem CNC-System und der NUMROTO Software handelt, erfolgt die Installation unkompliziert und einfach durch ein Software-Upgrade auf vorhandenen Maschinen.

Für eine effektive und intelligente Fabrikfertigung ist die Anbindung an Industrie 4.0 möglich.

Verfügbarkeit

Das Paket „AC-Schleifen“ ist ab NUMROTO Version 4.1.0 (ca. drittes Quartal 2018) verfügbar.

Adaptive Regelung nicht nur für das Schleifen

Die Basisfunktion des AC-Schleifen ist eine adaptive Vorschubregelung, welche abhängig von der Spindellast reagiert. Das System kann somit auch auf diverse andere Applikationen adaptiert werden.

 

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