Standzeiten von Drehwerkzeugen ausfahren mit Piezo Tool System von Kistler


Das Piezo Tool System (PTS) ist eine innovative Lösung zur Werkzeugüberwachung von Mikro-Drehbearbeitungen. Es misst die Zerspankraft in Echtzeit und gibt dadurch Aufschluss über die Lebensdauer des Werkzeugs. Damit lassen sich Produktionsprozesse effizienter gestalten und somit Kosten und Ressourcen einsparen.

Die Kistler Gruppe hat in enger Zusammenarbeit mit der Paul Horn GmbH eine weltweit einzigartige Lösung zur Echtzeit-Werkzeugüberwachung von Mikro-Drehbearbeitungen entwickelt. Das Piezo Tool System besteht aus einem Piezo-Kraftsensor und Analysesoftware. Es misst die Zerspankraft und die Werkzeugbelastung im laufenden Betrieb. Die gewonnenen Daten geben Auskunft über die erwartbare Lebensdauer des Werkzeugs bzw. der Schneidplatten. Fehlerhafte Materialien und Schneidstoffe oder auch ein Werkzeugbruch werden sofort erkannt, wodurch Ausschuss minimiert wird.

Zum Piezo Tool System gehört ein Piezo-Sensor, welcher die Zerspankraft nahe an der Schneide misst.
Zum Piezo Tool System gehört ein Piezo-Sensor, welcher die Zerspankraft nahe an der Schneide misst.

Einsatz im Mikrobereich

Die neue Lösung eignet sich für den Einsatz bei Drehbearbeitungen im Mikrobereich. Hier sind alternative Messmethoden wie die Überwachung der Antriebsleistung des Hauptspindelmotors aufgrund der minimalen Abweichungen unergiebig. Auch eine Messung des Körperschalls liefert bei kleinen Werkstücken keine konstanten Ergebnisse und ist somit unbrauchbar. Eine visuelle Observation scheidet aufgrund des Einsatzes von Kühlschmierstoffen sowie den hohen Rotationsdrehzahlen beim Bearbeitungsprozess ebenfalls aus.

Steigerung der Effizienz

Bei der Werkzeugüberwachung mit PTS werden Zerspankräfte kontinuierlich aufgezeichnet. Durch die Auswertung dieser Daten erhalten Kunden eine Trendanalyse zur Standzeit des Schneidwerkzeugs. Das ermöglicht das Ausfahren von Standzeiten und steigert somit die Effizienz in der Produktion. Gleichzeitig müssen Maschinen nicht mehr permanent überwacht werden, sondern können teilweise mannlos produzieren.

„Unsere Tests haben gezeigt, dass meist nur das kritische Werkzeug in einem Fertigungsprozess mit PTS ausgerüstet werden muss“, sagt Gunnar Keitzel, Head of Cutting Force. „Dadurch wird nicht nur die Standzeit massiv verlängert, auch die Arbeitskräfte können effizienter eingesetzt werden. Ein einzelner Mitarbeiter hat sämtliche Prozesse im Überblick und kann sich so um mehrere Maschinen gleichzeitig kümmern.“

Die neue Lösung ist kompatibel mit den Standard-Drehhaltern von Horn. Sie erfordert keinen Eingriff in die CNC-Steuerung und ist somit maschinenunabhängig einsetzbar. Somit werden mit dem Piezo Tool System Produktionskosten reduziert und Fertigungskapazitäten erhöht.