Neues Kamerasystem zur Optimierung von Zerspanungsprozessen

Kommt es zum Crash innerhalb der Werkzeugmaschine, werden nicht nur das Werkstück, sondern auch wichtige Anlagenkomponenten wie die Motorspindel oder empfindliche Spindellager beschädigt. Zwar gibt es zahlreiche Ansätze, um die Prozesse zu verbessern und sicherer zu gestalten. Allerdings müssen zunächst die Fehlerquellen identifiziert werden – und dafür fehlen oftmals die nötigen Informationen. Rotoclear hat jedoch ein robustes Kamerasystem entwickelt, das diese wichtigen optischen Prozessinformationen liefern kann.

„Anlagenstillstände aufgrund von Crashs zwischen Werkzeug, Werkstück und anderen Komponenten der Werkzeugmaschine kosten schnell mehrere Tausend Euro“, weiß Rotoclear-Geschäftsführer Florian Friedrich. „Aber nicht immer verursacht ein solcher Crash unmittelbare Schäden: Sogenannte weiche Kollisionen führen langfristig zu Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung und reduzieren so die Qualität der fertigen Werkstücke.“ Zudem erhöht sich der Werkzeugverschleiß, was wiederum häufigere Wartungsintervalle und erhöhte Instandhaltungskosten nach sich zieht. Viele Unternehmen haben sich bereits darauf spezialisiert, diese Fehlerquellen zu reduzieren und die Prozesse innerhalb von CNC-Maschinen zu optimieren, indem sie die Anlage etwa mit komplexer Sensorik ausstatten und die Spindel mit speziellen Schutzsystemen versehen.

Funktionsprinzip aus der Schifffahrt: spezielle rotierende Sichtfenstern

„Diese Ansätze sind jedoch aufwändig, teuer und ignorieren dabei ein größeres Problem“, erklärt Friedrich. „Denn das Innere vieler Werkzeugmaschinen wie Bearbeitungszentren ist eine Art Black Box.“ Umherfliegende Metallspäne verhindern nicht nur die Sicht auf Werkzeug und Werkstück. Sie werden auch zu gefährlichen Geschossen, die erhebliche Schäden im Inneren der Maschine verursachen können. Spritzende Kühl- und Schmierflüssigkeiten trüben zudem herkömmliche Maschinenscheiben und verhindern den klaren Blick auf die Prozesse im Inneren der Maschine. Zahlreiche Betriebe statten die Kabinen ihrer CNC-Maschinen daher mit speziellen rotierenden Sichtfenstern aus. Das ursprünglich aus der Schifffahrt stammende Funktionsprinzip ermöglicht einen Blick von außen auf die im Inneren stattfindenden Prozesse. Die Qualität der optischen Fehleranalyse hängt allerdings maßgeblich von der Kompetenz und Erfahrung des Maschinenbedieners ab und kann nur in Echtzeit geschehen.

Kamerasystem erstmals am bewegten Spindelstock montierbar

Um hier Abhilfe zu schaffen und neue Potentiale zur Prozessoptimierung zu generieren, hat Rotoclear ein spezielles Kamerasystem entwickelt, das den rauen Bedingungen innerhalb von CNC-Maschinen standhält und zugleich scharfe Bilder bis zu einer Auflösung von 4K liefert. Die eigentliche Besonderheit liegt weniger in der robusten Konstruktion, die wenig Angriffsfläche und kaum Raum zur Bildung von Spänenestern bietet, sondern vor allem in der schnell rotierenden Sichtscheibe aus bruchfestem Glas, die sich vor der Linse befindet. Die durch die Rotation entstehende Zentrifugalkraft schleudert Tropfen ebenso wie feste Fremdkörper nach außen, sodass die Scheibe dauerhaft frei und sauber bleibt.