Werkstückspannung automatisch überprüfen
Digitale Positionsabfrage eliminiert Fehlerquelle
Erhöhte Prozesssicherheit und frühzeitige Fehlererkennung sind gerade im Zuge von steigender Automatisierung wichtige Faktoren in einer profitablen und flexiblen Produktionslandschaft. Mit der neuen Abfrageeinheit liefert die Erwin Halder KG eine Lösung, die in Verbindung mit den Halder-Auflageelementen die Lage eines Werkstücks automatisch vor und während der Bearbeitung überprüft. Das verhindert Ausschuss und steigert die Produktivität.
Immer kürzere Lieferfristen und kleinere Losgrößen bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Qualität und Präzision stellen die Fertigungsindustrie vor große Herausforderungen. Um weiterhin wirtschaftlich, schnell, sicher und flexibel zu produzieren, lautet die Antwort an vielen Stellen Industrie 4.0. „Je stärker ein Fertigungsprozess automatisiert ist, desto mehr Daten müssen aus der Anwendung automatisch erfasst, übertragen und schließlich ausgewertet werden.
Das gilt auch für die Werkstückspannung. Sie ist ein wichtiger Faktor für die Produktivität, da die eingesetzten Werkzeuge und Maschinen nur die volle Qualität und Leistung bringen können, wenn die zu bearbeitenden Teile zuverlässig, prozesssicher und exakt gespannt sind. Deswegen stehen auch Entwicklungen zur Digitalisierung der Prozesse in unserem Fokus. Das jüngste Ergebnis unserer Arbeit: die neue Abfrageeinheit in Kombination mit unseren bewährten Auflageelementen. Mit ihr können wir Daten über den Zustand der Werkstückspannung in digitaler Form zur Verfügung stellen und so einen weiteren Baustein auf dem Weg zur Smart Factory liefern“, so Bernd Janner, Vertriebsleiter der Erwin Halder KG.
Genaue Position überprüfen
Die kompakte Abfrageeinheit besteht aus einer höhenverstellbaren, blau eloxierten Aluminiumhülse, an deren Außenseite ein Schaltsensor angebracht ist. Dank der Auslegung gemäß Schutzklasse IP67 sowie einer speziellen Ummantelung am Anschlusskabel kann er bedenkenlos im Maschinenraum eingesetzt werden. Der Grundkörper der Einheit aus brüniertem Vergütungsstahl kann einfach und schnell in alle gängigen Vorrichtungssysteme mit M8- oder M12-Gewinde eingeschraubt werden. In die Hülse wird dann das jeweilige Auflageelement eingeschraubt. So können bereits vorhandene Auflageelemente von Halder weiterhin verwendet werden. Die Auflageelemente gibt es aus einsatzgehärtetem Stahl mit planer, balliger oder geriffelter Auflagefläche und aus Kunststoff (PEEK) mit planer Auflagefläche.
Wird das Bauteil in die Vorrichtung auf das Auflageelement gelegt, überprüft der Sensor automatisch, ob das Werkstück an einer bestimmten Position anliegt. Das System kann zur Abfrage mehrerer Positionen erweitert werden. Liegt das Werkstück richtig, gibt der Sensor ein elektrisches Signal weiter, das einfach über eine Kabelverbindung übertragen wird.
Auch einfach per Funk übertragen
„Da es in den meisten Fällen im Maschinenraum nur geringe Möglichkeiten gibt, ein Signalkabel nach außen zu führen, bieten wir optional ein Funkmodul zur Abfrageeinheit an“, so Bernd Janner. Für die Funkverbindung ist zusätzlich ein Sender und Empfänger mit Antenne erforderlich. Der Sender wird an einer beliebigen Stelle im Maschinenraum platziert und mit bis zu vier Sensoren per Buchsenkabel verbunden. Er überträgt das Signal an den Empfänger außerhalb der Maschine – je nach Material und Stärke der Maschinenverkleidung sicher über 40 Meter und weiter. Auch die Installation des Funkmoduls ist ganz einfach. Es ist keine aufwändige Programmierung notwendig, sondern jede Abfrageeinheit muss lediglich per Teach-Funktion mit wenigen Knopfdrücken registriert werden.
Platzprobleme sind kein Thema, denn die Abfrageeinheit ist vergleichbar mit den Auflageelementen, nur etwas höher. Auch die Funkeinheit ist sehr kompakt und kann etwas außerhalb der Vorrichtung platziert werden, ohne das Werkstück zu beeinträchtigen. „Kabel, Schalter und Empfänger sind eigens für die rauen Bedingungen in einer Werkzeugmaschine konzipiert, so dass es zu keinem Kurzschluss kommt. Mit IP67 ist die Einheit staubdicht und geschützt gegen zeitweiliges Untertauchen“, ergänzt Bernd Janner.
Fazit: Prozesssicherheit steigt
Für die Auswertung des elektrischen Signals aus der Abfrageeinheit sind mehrere Möglichkeiten denkbar. Möglich ist beispielsweise ein Anschluss direkt an die Maschinensteuerung, über eine zusätzliche Software an einen PC oder auch andere Auswertegeräte mit potentialfreien Relaisausgängen. Dort wird dann auch die Freigabe zur Bearbeitung geregelt.
Dazu Bernd Janner: „Ob nun ein Roboter in einer automatisierten Fertigung oder der Bediener das Bauteil manuell in die Werkstückspannung legt – dank der gelieferten Informationen aus unserer Abfrageeinheit können Abläufe überwacht, Fehler reduziert und die Sicherheit im Prozess erheblich erhöht werden. Die Folge: Qualität und Produktivität steigen!“
