Werkzeugmaschinen mit automatischer Temperaturregelung
Die europäischen Hersteller stehen unter dem Druck, Zeit und Kosten der Produktion bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktqualität senken zu müssen. Konventionelle Prozessüberwachungssysteme bewerten Kräfte, Schwingungen und Schallemissionen. Sie vernachlässigen im Allgemeinen die Werkzeugtemperatur, die jedoch wesentlich die Werkstückqualität und den Werkzeugverschleiß beeinflusst. Insbesondere die Fertigung neuer Hochtemperaturlegierungen und Verbundwerkstoffe erzeugt hohe thermische Beanspruchungen an den Maschinenwerkzeugen. Eine Steuerung der Überhitzung, durch die der Einsatz von Kühlschmierstoffen vermieden werden kann, würde Geld sparen und auch die Umwelt schützen. Das EU-finanzierte Projekt "Self-learning control of tool temperature in cutting processes" (Contemp) wurde auf den Weg gebracht, um ein selbstlernendes Temperaturüberwachungssystem in Verbindung mit einem Werkzeug mit Eigenkühlfähigkeit zu entwickeln. Ein wichtiges Ziel war die Möglichkeit des Einbaus in vorhandene Maschinen. Eine selbstlernende Plattform zur anpassungsfähigen Prozesssteuerung überwacht auf kontinuierliche Weise die Temperatur des Schneidwerkzeugs, wodurch eine Datenbank aus optimalen Prozessparametern geschaffen wird. Die Überwachung des Prozessablaufs und der Vergleich zu den vorherigen Bedingungen ermöglichen eine genaue Abschätzung der geeigneten Prozessbedingungen für das aktuelle Werkstück. Diese Charakteristika machen das System besonders für kleine und mittlere Chargen nützlich, bei denen die zeitaufwendige Optimierung einen erheblichen Anteil der gesamten Produktionszeit einnehmen kann. Ein Sensor ist in die geschlossene Mikrokühlanlage integriert. Das selbstkühlende Werkzeugsystem misst Temperaturdaten und steuert die Werkzeugtemperatur auf Basis der Parameter der selbstlernenden Plattform. Die geschlossene Art des Systems schützt vor Verunreinigungen aus der Umgebung, vor dem Auslaufen der Kühlflüssigkeit und vor dem Eindringen von Staub. Letztlich ermöglichte die Bauform mit interner Kühlung eine Senkung des Werkzeugverschleißes von 25 % im Vergleich zur Nassbearbeitung, und von mehr als 230 % im Vergleich zur Trockenbearbeitung bei Kühlmitteltemperaturen von 20 Grad Celsius. Somit verspricht die Contemp-Temperaturregelungstechnologie verlängerte Werkzeugstandzeiten und eine erhöhte Genauigkeit und bei gleichzeitiger Senkung von Kosten und Produktionszeiten. Überdies kann das System auch noch problemlos am bestehenden Maschinenpark nachgerüstet werden.
