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Der Modus „Dynamische Grenzen“ der Toleranzbandüberwachung von dem ToolScope eignet sich hervorragend zum Feststellen von Werkzeugbrüchen und Überlastung von Werkzeugen.

Dieses Überwachungsverfahren lernt werkzeug- und werkstückspezifisch, welche Signale zulässig sind. Es lernt, wie schnell sich das Signal normalerweise bewegt. Es werden also keine Toleranzbänder angelernt, sondern allgemeine Eigenschaften des Signals.

Die Überwachung gibt einen Alarm aus, wenn sich ein Signal besonders schnell bzw. stark verändert. Da das Drehmoment des Motors, der das Werkzeug antreibt, nach einem Bruch zumeist schlagartig abfällt, werden Werkzeugbrüche zuverlässig erkannt.

Das Verfahren funktioniert am besten mit Schaftfräsern und Bohrern.

Konfiguration des Überwachungsverfahrens Dynamisch

 

1.6.1     Einstellbare Parameter

 

Funktionsname

Beschreibung

Aktiviere Offsetkompensation

Der Punkt „Aktiviere Offsetkompensation“ kann nur ausgewählt werden, wenn die Checkbox bei „Kompensiere Signal-Offset“ bei
„Service / Einstellungen / Überwachung / Kanal 1“ aktiviert ist. Ist diese Funktion aktiviert, wird das jeweilige Signal bei Start der Messung auf null gesetzt. Dies ist hilfreich bei schwankender Grundlast, da somit Fehlalarme vermieden werden.

Deaktiviere Toleranzbänder

Ist diese Funktion aktiviert, werden die grünen Toleranzbänder ausgeblendet. Dies ist sinnvoll, wenn Sie unter Maximalwert / Verschleißgrenzen / Fehltgrenzen Ihre Überwachung umgestaltet haben.

Abstand zur oberen Grenze

Dieser Wert gibt an, wie viel Abstand die obere Grenze des Toleranzbandes in Y-Richtung vom Signal einhalten soll. Der Wert bezieht sich immer auf den Abstand, den die Überwachung von sich aus einstellen würde. Ein Wert von „1“ führt dazu, dass exakt der automatisch errechnete Wert übernommen wird. Größere Werte vergrößern den Abstand. Kleinere Werte verringern ihn.

Abstand zur unteren Grenze

Dieser Wert gibt an, wie viel Abstand die untere Grenze des Toleranzbands in Y-Richtung vom Signal einhalten soll. Der Wert bezieht sich immer auf den Abstand, den die Überwachung von sich aus einstellen würde. Ein Wert von „1“ führt dazu, dass exakt der automatisch errechnete Wert übernommen wird. Größere Werte vergrößern den Abstand. Kleinere Werte verringern ihn.

Max. Dynamik pro Sekunde

Dieser Wert gibt an, wie schnell sich das Toleranzband in Y-Richtung maximal pro Sekunde bewegen kann.

Totzeit nach Start des Prozesses [s] / Totzeit vor Ende des Prozesses [s]

Diese Werte geben die Zeitspanne nach Start bzw. vor Ende des Prozesses an, in der die Überwachung keine Grenzen errechnen soll. Wenn beide Werte in diesem Feld auf „0.0“ stehen, werden beide Parameter ignoriert.

VORSICHT: Sobald ein anderer Wert als 0 eingegeben wird, geht ToolScope von der Annahme aus, dass die Prozesse immer gleich lang sind. Das ist notwendig, damit eine Totzeit vor dem Ende des Prozesses verwendet werden kann!

Sicherheitsabstand vom Signal in X-Richtung [s]

Dieser Wert gibt an, wie viel Abstand die Grenzen vom Signal in X-Richtung einhalten sollen.

Neu Lernen; Anzahl Prozesse

Sobald das Kreuz vor „Neu Lernen; Anzahl Prozesse“ gesetzt wird und der Prozess das nächste Mal beobachtet wird, vergisst die Überwachung die bisherigen Daten und lernt die eingetragene Anzahl von Prozessen neu an.

 

1.6.2     Sonderfunktionen des Überwachungsverfahrens Dynamisch

Die Überwachung kann sich auf zwei verschiedene Weisen neu einstellen. Zum einen ist es möglich, ihr anhand eines (kurzen) Referenzprozesses beizubringen, welche Signale zulässig sind. Zum anderen kann es einen Prozess über eine gegebene Zeitspanne beobachten und nach dieser Zeitspanne selbsttätig zur Überwachung übergehen.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Überwachungen der KOMET® BRINKHAUS erfolgt das Anlernen hier „online“, wenn der Prozess sehr lang ist. In Abbildung 27 wird das Ergebnis eines Neulernvorgangs gezeigt.

Standardanzeige der dynamischen Überwachung

 

In der Abbildung werden das überwachte Sensorsignal in rot und die Grenzwerte in grün angezeigt. Die Maschine wird gestoppt, wenn diese Grenzwerte überschritten werden.

Die grünen Grenzwerte verhalten sich wie ein Toleranzband, welches das rote Sensorsignal nicht verlassen darf. Die Breite dieses Toleranzbandes bleibt immer konstant. Es versucht kontinuierlich, dem Sensorsignal zu folgen – seine maximale Bewegungsgeschwindigkeit ist dabei aber eingeschränkt. Dies führt dazu, dass besonders schnelle Signaländerungen zu einem Fehler führen.

Der schwarze Grenzwert stellt eine maximale Grenze für das überwachte Signal dar. Diese Grenze bleibt konstant.

Beim Anlernen wählt das Gerät vollautomatisch sinnvolle Überwachungseinstellungen aus und schreibt sie in die interne Datenbank.

Hinweis: Damit die Überwachung nach diesem Vorgang korrekt eingestellt ist, muss der Zeitraum des Anlernens einen überdurchschnittlich aggressiven Bearbeitungsprozess umfassen. Wenn die Überwachung anhand eines unterdurchschnittlich aggressiven Bearbeitungsprozesses angelernt wird, werden Fehlalarme auftreten.

Sie können in der Ansicht „Konfiguration“ der Benutzeroberfläche sehen, welche Parameter gewählt wurden.

Beispiel: Überwachung eines Fräsprozesses

Szenario: An einem Fräszentrum sollen Prozesse auf Werkzeugbruch überwacht werden.

1.   Markieren Sie die zu beschleunigenden Bearbeitungen in Ihrem NC-Programm soweit benötigt mit M- und H-Befehlen.

2.   Lassen Sie Ihren Prozess einmalig durchlaufen:

Anlernen eines Fräsprozesses

3.   Ihr Gerät hat nun anhand der beobachteten Prozessdaten gelernt, wie der Prozess überwacht werden sollte. Prüfen Sie optisch, ob die Einstellung der Überwachung Ihren Wünschen entspricht.

Kanalkonfiguration für den Fräsprozess

4.   Starten Sie Ihre Prozesse erneut.

 

Überwachungsfenster des Fräsprozesses

 

Ihr Gerät ist nun so eingestellt, dass es Signaländerungen, welche mit der als normal bekannten Geschwindigkeit erfolgen, toleriert. Ein Beispiel hierfür zeigt die Abbildung oben. Sie zeigt in Rot das Drehmoment eines Motors, welcher einen Fräser antreibt. Der Fräser tritt im dargestellten Zeitbereich aus dem Material aus. In Grün ist das Toleranzband eingezeichnet, anhand dessen die Überwachung erfolgt. In der Abbildung oben verläuft der Prozess normal. Signalanstiege und -abfälle erfolgen aufgrund der physikalischen Umstände des Eindringens des Werkzeugs in ein Werkstück relativ langsam.

Sobald ein Fräser bricht, verändert sich die Prozesskraft erheblich schneller, als dies bei einer normalen Werkzeugbenutzung passieren kann. Als Beispiel zeigt das untere Bild einen Schnitt des gleichen Werkzeugs, im gleichen Werkstückmaterial, bei einem Werkzeugbruch.

Das Werkzeug bricht während des Prozesses

 

Da das Signal beim Bruch erheblich schneller abfällt, als es vorher bei den Materialaustritten der Fall war, wird der Fehler zuverlässig erkannt. Da dieses Verfahren sich auf sehr grundlegende, unabänderliche physikalische Prinzipien stützt, eignet es sich zur zuverlässigen Brucherkennung – ohne vorheriges Anlernen eines Toleranzbandes.