Warum optische Prozesskontrolle für die Optimierung Ihrer Zerspanung essenziell ist.

Wie entstehen Crashes innerhalb von Werkzeugmaschinen?

Als Crash innerhalb einer Werkzeugmaschine bezeichnet man eine unerwünschte Kollision zwischen beweglichen Teilen der Maschine und dem zu bearbeitenden Werkstück. Ein solcher Crash kann fatale Folgen haben: Nicht nur Werkstück und Werkzeug können beschädigt werden. Auch die Maschine selbst kann erheblichen Schaden nehmen! Ganz abgesehen von den Kosten, die durch den Stillstand entstehen.

Die möglichen Ursachen für solche Crashes sind vielfältig: Neben einer fehlerhaften Programmierung der CNC-Programme, können eine falsche Werkzeugwahl, die Abnutzung mechanischer Komponenten innerhalb der Maschine, falsche Maschineneinstellungen (z.B. falsche Nullpunktbestimmung) oder menschliche Bedienfehler (wie z.B. das falsche Laden von Werkstücken) zu einem Crash führen.

Manche dieser Ursachen können Sie durch regelmäßige Wartung der Maschine und gut geschultes Bedienpersonal vermeiden. Die Bediener:innen der Maschine können aber immer nur mit den Informationen arbeiten, die sie haben. Fahren Sie die Maschine nur nach Gehör, fehlen wichtige optische Informationen, die einen Crash in vielen Fällen noch vermeiden können!

Warum sind Einblicke ins Innere der Werkzeugmaschine wichtig?

Wer schon mal bei dichtem Nebel im Hochgebirge unterwegs war, weiß, wie gefährlich eine mangelnde Sicht werden kann. Man tappt wie blind im Nebel. Ähnliche Bedingungen herrschen in vielen Werkzeugmaschinen: Kühlmittel und Schmierstoffe sowie umherfliegende Metallspäne verhindern oft den Blick auf Werkzeug und Werkstück.

Was, wenn man durch diesen Nebel aus Kühlschmierstoff und Spänen schauen und so einen klaren Blick auf die Zerspanungsprozesse hätte?

• Crashes und Ausfälle vermeiden: Wer die Zerspanungsprozesse im Blick behält, kann Unregelmäßigkeiten oder Abweichungen frühzeitig erkennen, rechtzeitig eingreifen – und damit Schäden an Werkzeug, Werkstück oder Maschine verhindern.
• Einfahr-Prozesse beschleunigen: Der klare Einblick von außen in die Werkzeugmaschine macht das Öffnen und Betreten der Maschine beim Einfahren überflüssig. Das macht das Einfahren viel einfacher, effizienter und spart Zeit.
• Schrottkosten vermeiden und Werkstückqualität optimieren: Nur wer den Bearbeitungsprozess direkt beobachten kann, sieht rechtzeitig, ob die Bearbeitung des Werkstücks zu den gewünschten Maßen und zur gewünschten Qualität führt. Abweichungen können rechtzeitig erkannt und fehlerhafte Serien verhindert werden.
• Die Arbeitssicherheit erhöhen: Jedes Betreten der Maschine ist mit Risiken für das Personal verbunden – auch wenn die Maschine stillsteht. Zuverlässige Einblicke von außen ins Innere der Maschine tragen deshalb wesentlich zu mehr Arbeitssicherheit bei.
• Bearbeitungsprozesse optimieren: Die optische Analyse der Zerspanungsprozesse kann ganz neue Erkenntnisse bringen. Damit können zum Beispiel Schnittgeschwindigkeit, Vorschübe und Werkzeugausnutzung besser an die Bearbeitungsaufgabe angepasst – und die Prozesse damit effizienter gestaltet werden.

Wie kann man Zerspanungsprozesse sichtbar machen?

Das Geheimnis hinter der klaren Sicht von außen auf die Bearbeitungsprozesse in der Werkzeugmaschine? Schnelle Rotation!

Ursprünglich kommt dieses Konzept aus der Seefahrt: Um den Kapitänen und Steuermännern bei schwerem Wetter auf hoher See immer einen klaren Blick zu ermöglichen, werden runde, schnell rotierende Sichtfenster in die Scheiben des Steuerstands verbaut. Die Zentrifugalkraft schleudert alles, was die Sicht versperrt, nach außen – und sorgt so auch bei härtesten Bedingungen immer für klare Sicht.

Rotierende Sichtfenster für Werkzeugmaschinen

1983 übernimmt die Autz + Hermann GmbH, aus der später Rotoclear hervorgehen wird, dieses Prinzip und wendet es auf Werkzeugmaschinen an: Das erste Sichtfenster für Werkzeugmaschinen kommt auf den Markt – und wird schnell zum weltweiten Erfolg.

Übrigens: Mehr über unser Unternehmen und die Geschichte von Rotoclear erfahren Sie hier.

Das Produkt wurde in den folgenden Jahrzehnten kontinuierlich optimiert und weiterentwickelt. Die dritte Produktgeneration – das Rotoclear S3 – gilt inzwischen weltweit als Technologieführer im Bereich rotierende Sichtfenster.

Optische Prozessüberwachung mit intelligenten Kamera-Systemen

2019 wendet Rotoclear das gleiche Prinzip auf ein neues Kamera-System an, das speziell für die harten Bedingungen innerhalb der Werkzeugmaschine entwickelt wurde: Auch hier sorgen schnell vor den Objektiven rotierende Sichtscheiben trotz umher umher spritzendem Kühlschmierstoff und Spänen in CNC-Maschinen immer für klare Sicht.

Der Vorteil des Kamera-Systems? Je nach Platzierung der Kameras können die Maschinenbediener:innen und Produktionsleiter:innen die Bearbeitungsprozesse jetzt aus ganz neuen Perspektiven beobachten.

Mit dem Rotoclear C2 wird es sogar möglich, die Zerspanungsprozesse aus Sicht des Werkzeugs selbst zu überwachen.

Die Vorteile der innovativen Rotoclear-Lösungen werden auch in der Fachpresse diskutiert: Magazine wie “Der Maschinenbau”, “Wartung & Instandhaltung”, “DIMA”, “Management & Qualität”, “MAV” und “Organisator” haben allesamt bereits über die Rotoclear-Lösungen und ihr Vorteile berichtet.

Sie möchten die Vorteile der Rotoclear-Lösungen selbst vor Ort erleben? Gerne!

Welche zukünftigen Potenziale bietet die optische Prozessüberwachung?

Gerade die intelligenten Kamera-Systeme bieten über die primären Vorteile hinaus viele Potenziale für die smarte Optimierung von Bearbeitungsprozessen und eine automatisierte Überwachung von Werkzeugmaschinen.

Das Rotoclear C Pro bringt dafür alle nötigen Grundlagen mit: Das neue Kamera-System zeichnet automatisiert alle Prozesse auf, speichert sie in intelligenten Intervallen und erlaubt ganz gezielt besondere Ereignisse im Nachhinein jederzeit zu analysieren. Damit legt das System die Grundlage für eine umfassende optische Prozessüberwachung.

Mit Hilfe von KI werden die gesammelten optischen Informationen in Zukunft ganz neue Möglichkeiten für eine automatisierte Prozessüberwachung eröffnen: Ein exemplarisches Einsatzfeld ist die automatisierte Auswertung von Bildern aus dem Fertigungsprozess, die das IFW (Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen) der Leibniz Universität Hannover gerade schon entwickelt.

Darüber hinaus forscht das IPT Fraunhofer Institut aus Aachen gerade daran, wie das neue Kamera-System mit Hilfe von KI den aktuellen Verschleiß der Werkzeugschneide automatisiert prüfen kann.

Über die offene API des Kamera-Systems können zudem Prozesszustände der Maschinen (z.B. Werkzeugwechsel) problemlos eingebunden werden: Wenn die Maschine z.B. einen Fehler meldet, kann das System damit automatisch Markierungen in den Aufnahmen setzen und benennen.

Das sind nur einige Beispiele, welche Potenziale noch in der optischen Prozessüberwachung von Werkzeugmaschinen schlummern. Sie haben weitere Ideen, wie klare Einblicke von außen Ihnen bei der Zerspanung helfen könnten? Wir sind schon gespannt.

Zusammenfassung

• Wer die Prozesse innerhalb der eigenen Zerspanungsmaschinen sicherer und effizienter gestalten will, sollte zunächst sicherstellen, dass die nötigen optischen Informationen als Basis für die Fehleranalyse zur Verfügung stehen.
• Die kostengünstigste Lösung ist ein rotierendes Sichtfenster, das Einblicke von außen ins Innere des Bearbeitungsraumes erlaubt.
• Dieselbe Technologie ist auch in Kamerasystemen extrem effektiv.
• Die Zukunft wird aus einer Kombination dieser Sichtfenster mit intelligenten Kameraüberwachungssystemen bestehen, um die Fehleranalyse weitgehend automatisieren zu können. Automatisierte Bildauswertung liefert hier bereits belastbare Informationen zur Prozessverbesserung