spike®_map – smart data für die 100 % In-Line-Qualitätskontrolle

Die spike® Sensorik erfasst Kraft- und Momentverläufe in Echtzeit direkt an der Wirkstelle, ohne Taktzeitverlust und erlaubt somit eine vollumfängliche 100% In-Line Fertigungskontrolle. Kosten für nachgelagerte Bauteilvermessung sowie Unterbrechungen des Fertigungsflusses entfallen. Durch die innovativen Algorithmen und deren Verknüpfung mit Werkzeug- und Maschinendaten in der spike®_map ist eine ortsaufgelöste Qualitätsüberwachung sichergestellt.

spike® Technologie – big data
Die spike® Sensorik ist sowohl als Werkzeughalter, als auch als spindelintegrierte Variante verfügbar und kann dadurch bei Retrofit-Lösungen wie auch bei Neumaschinen in der Überwachung sämtlicher Prozesse eingesetzt werden.
Durch Parametrisierung der spike® Werkzeughalter in verschiedene Sensitivitätsklassen kann bei Finishing- und Entgrat-Prozessen oder Bearbeitung mit kleinsten Werkzeugen, aber auch bei der Schwerzerspanung die nötige Sensitivität der Messkräfte bei zugleich sichergestellter Steifigkeit der Halter realisiert werden. Die kabellose Funktionsweise bietet gerade in der Mehrachs-Simultanbearbeitung, aber auch bei Bauteilen mit vielen Werkzeugwechseln den Vorteil der uneingeschränkten Verfahrwege und des taktzeitneutralen Einsatzes ohne zusätzlichen Rüstaufwand. Die drahtlose Funktionsweise bietet in der Mehrachs-Simultanbearbeitung, aber auch bei Bauteilen mit vielen Werkzeugwechseln, den Vorteil der uneingeschränkten Verfahrwege und des taktzeitneutralen Einsatzes ohne zusätzlichen Rüstaufwand und der Gefahr von Maschinenstillstandzeiten durch verschlissene oder gebrochene Kabel.

spike®_polar – optimale Datennutzung
Der patentierte spike®_polar löst das auf dem rotierenden System gemessene Biegemoment in einem stationären Koordinatensystem auf. Diese Visualisierung dient der schnellen und einfachen Identifikation von Prozessanomalien wie Vibrationen, Verschleißzuständen, Bohrerverlaufen oder auch Unwucht.

spike®_kpi – smart data
Um die Kraftmessdaten maschinenlesbar anzupassen werden in der ToolControlCenter Software prozess- oder werkzeugspezifische Kennwerte generiert, die spike®_kpi‘s. Diese normierten Werte ermöglichen es, aus der erzeugten Datenmenge – big data – den Anforderungen entsprechende leicht verständliche Daten – smart data – zu generieren.
Intelligente Berechnungsalgorithmen werten dabei nicht nur prozentuale oder absolute Kraftwerte aus, sondern analysieren auch die Form und Beschaffenheit des spike®_polar in Echtzeit. So werden lesbare Befehle für die Maschinensteuerung generiert. Dadurch können beispielsweise verschleißbasierte Werkzeugwechsel oder Maschinenreaktionen bei einer Prozessanomalie umgesetzt werden.

spike®_map – smarte In-Line-Qualitätskontrolle
Gerade nachgelagerte Qualitätskosten, welche nach dem wertschöpfenden Prozess anfallen, erzeugen eine große Kostenposition in der Fertigung. Mit der spike®_map kann bereits während des eigentlichen Zerspanprozesses ein digitaler Zwilling des gefertigten Produkts erzeugt werden. Hierfür wird mit Hilfe der Achs- und Werkzeuginformationen der Tool Center Point (TCP) ermittelt. Durch die Information des TCP sowie weiterer Kenntnisse aus dem NC-Programm kann nun jederzeit die Position des Werkzeugs in Relation zum Werkstück gebracht werden. Bei der anschließenden Korrelation dieser Informationen mit den erzeugten Kraftmessdaten erhält man einen digitalen Zwilling des Bauteils, auf welchem Prozessstörungen ortsaufgelöst detektiert werden können.
Durch ortsaufgelöstes plotten der zuvor erwähnten smarten spike®_kpi’s ergibt sich eine noch höhere Aussagekraft des digital twin. Dieses Verfahren führt zu immensen, bisher nicht dagewesenen Kosteneinsparpotentialen, welche vom automatischen Werkzeugwechsel bis hin zur 100%-Inline Qualitätskontrolle führen. Auch besteht die Möglichkeit automatisierte Qualitätsreports für jedes gefertigte Bauteil zu generieren.

Ausblick
Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels, sowie dem steigenden Druck der Kostenreduktion wird die Umstellung auf digitale Lösungen in der Zerspanung unerlässlich. Während ein Großteil der fertigenden Industrie noch über die Machbarkeit mannloser Fertigung spricht, bietet pro-micron mit den spike® Systemen die Lösung für den digitalen Wandel in der Zerspanung. Möglichst mannarme Fertigung, optimierte Prozesse und höchste Werkzeugstandzeiten sind bereits jetzt für alle Firmen in der Zerspanung ein unumgängliches Thema. Firmen müssen jetzt intelligent investieren um
auch zukünftig Kosten zu sparen und so wettbewerbsfähig zu bleiben. Das Überwachungssystem beschränkt sich nicht nur auf Neumaschinen, sondern kann auch an Bestandsmaschinen einfach nachgerüstet werden.
Durch ganzheitliche, vernetzte Nutzung der spike® Systeme, angefangen vom Unterstützungstool für den Maschinenbediener mit spike®_assist, über serienbegleitende Prozessoptimierung mit spike®_expertline hin zur Prozessautomatisierung mit spike®_easyinline, bietet sich für die Kunden von pro-micron nicht nur eine Produktpalette, sondern eine Investition in die Zukunft – denn pro-micron entwickelt bereits heute an den Technologien von morgen.

Autor: Markus Preuß [B.Eng.]
Head of Product Management Tool Control
www.pro-micron.de