Funkübertragung aus Drehmaschinen

Gefunkte Rollier-Messdaten Funkübertragung aus Drehmaschinen

20.05.2010Autor / Redakteur: Dr. Helge Moritz / Ines Stotz

Die Übertragung von Messdaten ist nicht immer via Kabeln möglich. Im vorliegenden Fall war es nötig, die Kraftmesswerte eines Rollierwerkzeuges zu übertragen, die während des Einsatzes in einer Drehmaschine auf das Werkstück ausgeübt werden.

Anbieter zum Thema

Metrofunk Kabel-Union GmbH

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

dataTec AG

EHR GmbH & Co. KG

Dazu wurde eine Mess- und Funkelektronik in das Rollierwerkzeug integriert, die die einwirkenden Kraftwerte aus der widrigen Drehmaschinenumgebung heraus funkt. Somit ist es nun möglich, den Kraftverlauf während des Werkzeugeinsatzes online zu verfolgen und zu archivieren. Zur Umrechnung der gefunkten Messwerte in tatsächliche Kraftwerte wurde eine Kalibrationsanlage gebaut.

Das Rollieren ist eine Bearbeitung von metallischen Oberflächen, bei der das Oberflächengefüge unter hohem Druck verformt und dabei verdichtet wird. Die Folge ist eine Glättung und Verfestigung der Oberfläche. Für dieses Feinst-Bearbeitungsverfahren wird eine Rolle (oder mehrere Rollen) mit einer (Rollier-)Kraft beaufschlagt, die senkrecht zur Laufrichtung gerichtet ist. Als Ergebnis erhält man spiegelglatte Oberflächen mit verbesserter Verschleißfestigkeit.

Rollierwerkzeug mit Messuhr. Setzt die Rolle auf das Werkstück auf, geben die beiden Federstähle etwas nach. Dieser Weg wurde bisher mit der Messuhr gemessen und ist ein Maß für die wirkende Rollierkraft (Archiv: Vogel Business Media)

Die Aufnahme der Rollierrolle ist mit der Werkzeugaufnahme über zwei Federstähle verbunden. Setzt das Werkzeug auf das Werkstück auf, so verbiegen sich die Federstähle etwas. Dieses Verbiegen kann an einer Messuhr abgelesen werden und ist ein Maß der Rollierkraft. Wird das Rollierwerkzeug in einer Drehmaschine eingesetzt, so lässt sich die Messuhr nicht mehr ablesen, da die umher spritzende Kühl- und Schmieremulsion die Sicht verdeckt. Eine direkte Kontrolle des Rolliervorganges ist damit nicht möglich.

Werkzeuganpassung

EHR aus Pforzheim wurde daraufhin damit betraut, eine Lösung zur Messdatenübertragung der Rollierkräfte zu finden. Nach einer Analyse der Aufgabenstellung entschied sich der technische Geschäftsführer Klaus Werner Hammes für den Ersatz der Messuhr durch einen wegabhängigen Widerstand: „Tests haben ergeben, dass wegabhängige Widerstände insgesamt für diesen Fall hinsichtlich Messwertauflösung und linearem Verhalten besser geeignet sind als Dehnungsmessstreifen. Der Widerstandswert wird hundertmal pro Sekunde mit einer 10-Bit-Auflösung ausgelesen. Für die Messwert-Aufnahme, -Vorverarbeitung, -Speicherung und -Ausgabe haben wir eine Elektronik entwickelt, die auf das Rollierwerkzeug aufgesetzt wird.“

Das, was der Diplom-Ingenieur so lapidar als Elektronik bezeichnet, hat es in sich: Eine Mikro-Controller-Einheit wurde so programmiert, dass die Messwert-Aufnahme und Speicherung erst beginnt, wenn das einsatzbereite Werkzeug anfängt zu rollieren, sprich die Kraftwerte einen bestimmten Offset überschreiten. Danach überwacht der Mikro-Controller, ob sich die Kraftwerte innerhalb eines Toleranzbereichs aufhalten. Ist dies nicht der Fall, so wird ein n.i.O.-Signal gesetzt. Um den Rollierprozess online verfolgen zu können, wird schon während der Messaufnahme jeder zehnte Messwert übermittelt. Erst nach Beendigung des Rollierprozesses werden alle Messdaten übertragen, da ansonsten die Messwertaufnahme durch den Funkprozess behindert werden würde.

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