Schunk präsentiert intelligenten Werkzeughalter

Mit dem smarten Hydro-Dehnspannfutter Itendo präsentieren Schunk und das Start-up Tool IT den nach eigenen Angaben weltweit ersten intelligenten Werkzeughalter, der den Zerspanungsprozess unmittelbar am Werkzeug überwacht und eine Echtzeitregelung der Schnittparameter ermöglicht.

Der smarte Itendo ermöglicht eine Echtzeitprozessüberwachung und -regelung unmittelbar am Werkzeug. Die Geometrie- und Leistungsdaten der Werkzeughalter bleiben auch mit Sensorik unverändert (Bild: Schunk)

Die intelligenten Werkzeughalter von Schunk, die in Kooperation mit der TU Wien und der Tool IT GmbH Wien entwickelt wurden, nutzen die Potenziale der integrierten Prozessüberwachung unmittelbar dort, wo der Span erzeugt wird. „Closest-to-the-part“ nennt Schunk die Strategie, bei der die Intelligenz unmittelbar in das erste verschleißfreie Element der Maschinenausstattung integriert wird, das sich am nächsten zum Werkstück befindet. Das smarte Tool, das ab 2019 zunächst in Kombination mit Schunk-Tendo-Hydro-Dehnspannfuttern angeboten wird, erlaubt nach Firmenangaben eine lückenlose Dokumentation der Prozessstabilität, eine mannlose Grenzwertüberwachung, Werkzeugbrucherkennung sowie eine echtzeitfähige Regelung von Drehzahl und Vorschub.

„Der Intendo ist ein Meilenstein der Werkzeughaltertechnologie“, betont der geschäftsführende Gesellschafter, CEO, Henrik A. Schunk. „Erstmals kombinieren wir die herausragenden mechanischen Eigenschaften unseres Flaggschiffs Tendo mit den Möglichkeiten der digitalen Prozessüberwachung.“ Aus Sicht von Prof. Dr. Friedrich Bleicher, Institutsvorstand des Instituts für Fertigungstechnik (IFT) der TU Wien und Gründer der Tool IT, ermöglicht der intelligente Werkzeughalter eine bis dato einzigartige Synergie: „Die Embedded-Systems-Technologie verbindet ein Höchstmaß an Prozesstransparenz mit den Potenzialen einer autonomen Prozessregelung, ohne dass Anwender auf die Qualität und Leistungsfähigkeit bewährter Präzisionswerkzeughalter verzichten müssen“, erläutert Prof. F. Bleicher.

Geometrie- und Leistungsdaten bleiben mit Sensorik unverändert

Die Werkzeughalter mit integrierter Prozessintelligenz verfügen über die identischen Störkonturen wie die konventionellen Werkzeugaufnahmen. Auch der Einsatz von Kühlschmiermittel ist wie gewohnt möglich. Ausgestattet mit Sensor, Akku und Sendeeinheit erfasst das intelligente System unmittelbar am Werkzeug den Prozess, überträgt die Daten drahtlos an eine Empfangseinheit im Maschinenraum und von dort per Kabel an eine Regel- und Auswerteeinheit, wo die Daten ausgewertet werden. Ein Algorithmus ermittelt fortlaufend eine Kenngröße für die Prozessstabilität. Passend zur jeweiligen Anwendung können über einen Webservice sowohl die Grenzwerte als auch entsprechende Reaktionen bei deren Überschreitung definiert werden. Die gesamten Prozessdaten verbleiben innerhalb des geschlossenen Regelkreises der Maschine, sodass eine größtmögliche Datensicherheit gewährleistet ist.

Permanente Prozesskontrolle und -regelung

Während der Bearbeitung analysiert der intelligente Werkzeughalter permanent den Zerspanungsprozess. Wird der Prozess instabil, kann er in Echtzeit und ohne Eingriff des Bedieners wahlweise gestoppt, auf zuvor definierte Basisparameter reduziert oder adaptiert werden, bis der Schnitt wieder in einen stabilen Bereich überführt ist. Das System ermöglicht zum einen eine lückenlose Dokumentation und Grenzwertüberwachung sowie eine Verbesserung der Bearbeitungsqualität, indem die Schnittdaten bei Vibrationen automatisch angepasst werden. Darüber hinaus sollen die intelligenten Werkzeughalter zusätzlich eine Analyse des Werkzeugzustands sowie eine Steigerung des Zeitspanvolumens ermöglichen. Das System lässt sich denkbar einfach nachrüsten, ohne dass eine Modifikation oder ein Tausch von Maschinenkomponenten erforderlich ist. Da die Algorithmen autonom ablaufen und vom Bediener lediglich Grenzwerte und Reaktionen definiert werden, ist keine Expertenbeurteilung der ermittelten Daten erforderlich. Stattdessen regelt das System anhand der Vorgaben autonom und in Echtzeit den Prozess.

Ab 2019 im Standardprogramm

Im ersten Schritt bietet Schunk die intelligenten Werkzeugaufnahmen kundenindividuell im Projektgeschäft an. Anfang 2019 ist dann eine Standardisierung innerhalb des Werkzeughalterprogramms geplant. Neben Tendo-Hydro-Dehnspannfuttern sollen künftig auch weitere Werkzeughalter aus dem Schunk-Total-Tooling-Programm mit der intelligenten Sensorik ausgestattet werden.