Sensorik Plananlagen-Kontrollsystem überwacht die Qualität der Werkzeugeinspannung

Redakteur: Stefanie Michel

Die bei der Werkstückbearbeitung entstehenden Späne bleiben in Kombination mit Kühlschmiermitteln oder Öl-Luft-Gemischen bleiben an Systemkomponenten und Werkzeugen haften. An den

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Das Sensorsystem lässt sich einfach in eine Motorspindel integrieren und erkennt Späne ab einer Größe von 10 µm. Bild: Ott-Jakob
Das Sensorsystem lässt sich einfach in eine Motorspindel integrieren und erkennt Späne ab einer Größe von 10 µm. Bild: Ott-Jakob
( Archiv: Vogel Business Media )

Die bei der Werkstückbearbeitung entstehenden Späne bleiben in Kombination mit Kühlschmiermitteln oder Öl-Luft-Gemischen bleiben an Systemkomponenten und Werkzeugen haften. An den Werkzeugauflageflächen kann dies beim Spannen des Werkzeugs zu einem Achsversatz führen. Mit Reinigungsgeräten und Filtern sind die Verschmutzungen nur zum Teil zu verhindern. Deshalb hat Ott-Jakob ein Sensorsystem für die Werkzeugplananlagen-Kontrolle entwickelt.

Dafür werden Rundhohlleiter und Radarelektronikkomponenten eingesetzt sowie Keramikresonatoren integriert. In den Werkzeugauflageflächen befinden sich Sacklochbohrungen, die mit einem Keramikstift gefüllt sind. Diese Strukturen beschreiben den Mikrowellenresonator, der die Funktion des Abstandssensors erfüllt. Ein hochfrequentes Signal wird über zwei Richtkoppler in eine Hohlleiterstruktur mit ko-axialem Leitungsanschluss eingespeist.

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Sensorsystem ermittelt autark Winkelposition der rotierenden Mikrowellenresonatoren

Diese Struktur leitet das Signal über die Stator-Rotor-Luftschnittstelle an einen Keramikstift. Ändert sich der Abstand des Werkzeugs zur Auflagefläche, wird die Länge des keramikgefüllten Resonators durch den entstehenden Luftspalt vergrößert und seine Resonanzfrequenz verschoben.

Die Abfrage der Keramikstifte erfolgt sequenziell während der Rotation. Dazu ermittelt das Sensorsystem autark die Winkelposition der rotierenden Mikrowellenresonatoren. Daraus wird ein internes Triggersignal zur Festlegung des Messzeitpunktes erzeugt. Erfolgt gegenüber den abgespeicherten, kalibrierten Signalwerten eine Änderung, so kann diese über ein Komparatorschaltsignal erfasst und der Maschinensteuerung mitgeteilt werden.

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