Bislang erfolgte die Steuerung der Werkzeugspannung von CNC-Maschinen über Drucksensoren. Nun unterstützt eine dynamische Durchflussmessung den automatisierten Prozess des Umspannens. Damit gehören spanntechnische Fehler der Vergangenheit an.

Kaum eine andere Branche stellt so hohe Ansprüche an die Wettbewerbsfähigkeit wie der Maschinenbau. Er verlangt ein Höchstmaß an Individualisierung bei allen eingesetzten Komponenten. Als Experte für Messen, Steuern und Regeln setzt die GHM Group bei allen messtechnischen Herausforderungen auf die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit seinen Kunden. Somit liefert der Messtechnik-Hersteller mit maßgeschneiderten Lösungen einen wichtigen Beitrag zur Produktivitätssteigerung bei Maschinen und Anlagen. Ganz egal, ob es sich dabei um die Anforderung schnellerer Werkzeugwechsel, automatisiertem Einmessen beim Einspannen der Werkstücke oder dem automatischen Monitoring der Kühl- und Schmiermittel handelt.
In modernen CNC-Fräsmaschinen erfolgt die Werkstückspannung automatisiert mit Unterstützung integrierter Hydraulikaggregate. Von der SPS gesteuert, fördern diese über eine Öl-Druckleitung ein definiertes Ölvolumen auf die Spannvorrichtung. Hier entstehen Spanndrücke von bis zu 240 bar. Bislang eingesetzte Drucksensoren zur Steuerung dieser Spannvorrichtung über den Öldruck lieferten mitunter fehlerhafte Messergebnisse durch einen entstehenden Rückstaudruck. Somit waren die Messwerte der Drucksensoren nicht proportional zu den Spann- und Entspann-Zyklen der Spannvorrichtung. Dies führte zu spanntechnischen Fehlern: Der Bearbeitungszyklus der Maschine musste unterbrochen werden und die Werkstückspannung zeitaufwändig korrigiert werden.

Durchflusswächter für CNC-Maschinen
Zusätzlich zur statischen Druckmessung empfiehlt das Kompetenz-Center Honsberg der GHM Group eine dynamische Durchflussmessung. Das Kolben-Inline-System HD2K, integriert in die Haupt-Förderleitung des Hydraulikaggregates, detektiert die Fließsituation des Hydrauliköls in der Öldruckleitung. Solange Öl in der Druckleitung zur Spannvorrichtung fließt, ist der Spannprozess noch nicht beendet. Erst bei Stillstand der Strömung erfolgt die Meldung an die SPS, dass der vorgegebene Spanndruck sicher erreicht ist. Die Kontrolle der Entspannung erfolgt umgekehrt nach dem gleichen Prinzip.
Komplettiert wird diese Lösung durch die Vor-Ort Elektronik Omni. Der Anwender kann auf der LCD-Anzeige den aktuellen Fließstatus in der Öl-Druckleitung jederzeit kontrollieren. Über den magnetischen Programmierring des Omni sind zwei elektronische Schaltsignale einstellbar, die, eingebunden in der Maschinen-SPS, die Pumpfunktion des Hydraulikaggregates steuern.
Die Integration des Strömungswächters Omni-HD2K ermöglicht mit seiner dynamischen Strömungsüberwachung eine signifikante Verbesserung der Werkstückspannung. Dadurch wird die effektive Maschinenlaufzeit erhöht und mögliche Fehlbearbeitungen durch nicht korrekte Werkstückspannung werden vermieden. Neben einer Steigerung der Maschineneffizienz konnten so auch die Produktions-Stückkosten gesenkt werden.

Fazit
Die Kombination der beiden Sensoren HD2K (Durchflusswächter) und der Anzeigeelektronik Omni reduziert Stillstandzeiten und Wartungsaufwand, was zu Kosteneinsparungen führt. Ein weiterer Vorteil liegt in der präzisen und sicheren Werkstückspannung, auch beim Wechsel, wodurch Rüstkosten zusätzlich reduziert werden können. So werden Fehlbearbeitungen und der damit zusammenhängende Ausschuss vermieden. Die Effizienz wird gesteigert und trägt somit signifikant zur Qualitätssteigerung bei. Zudem ist der Durchflusswächter einfach zu programmieren: Der Programmier-Ring erlaubt durch Drehen nach links und rechts einfaches Verändern der Parameter (zum Beispiel Schaltpunkt oder Hysterese). Als Schutz vor unbeabsichtigter Programmierung kann er abgenommen und um 180° gedreht wieder aufgesetzt werden.