Nordmann Werkzeugüberwachung
CNC-Maschinenüberwachung
Prozessüberwachung in der Zerspanung
Sensorik für Werkzeugmaschinen
Industrielle Messtechnik
Nordmann Tool Monitoring Systeme
Lösungen

Wirtschaftlicher, sicherer und effizienter produzieren

Intelligente Prozessüberwachung von Nordmann.

Vorteile unserer Werkzeugüberwachungssysteme

  • Umfangreiche Sensorpalette für die verschiedensten Messgrößen und Anwendungsfälle. Deshalb sind auch schwierige Überwachungsaufgaben lösbar (z.B. Kleinstwerkzeuge, Mehrspindelbohrköpfe, Hartdrehen, Schleifen mit kleinsten Schleifstiften, Maschinen mit vielen Bearbeitungsstationen, etc.)
  • Nachrüstbar als einheitliches System auf allen Maschinensteuerungen, unabhängig vom Typ und Baujahr, ob mit oder ohne PC als Bedienrechner
  • Universelle Profibusschnittstelle, konfigurierbar für alle Maschinensteuerungen, die interne Antriebsdaten auf den Profibus übertragen können
  • Besondere Überwachungsstrategien zur Erkennung kleinster Ausbrüche beim Drehen, Bohren und Fräsen
  • Verschleißüberwachung grundsätzlich ohne Aufpreis im System enthalten
  • Hohe Bedienerfreundlichkeit durch übersichtliche Menüs, grafische Einstellbarkeit der Grenzwerte und automatische Hüllkurvenkorrektur
  • Entwicklung, Produktion, Verkauf, Montage und Service aus einer Hand mit einem Ansprechpartner
  • Service weltweit und schnell vor Ort

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Nordmann-Werkzeugüberwachung — Kundenbeispiel

Kosten-, Ertrags- u. Einsparungsfaktoren Details/Berechnung Kosten, Erträge u. Einsparungen pro Jahr
Zusätzliche Maschinenlaufzeit (Pausendurchlauf und in eine mannlose Schicht) 4 Stunden/Tag an 250 Tagen/Jahr bei einem Ertrag von 80 €/Stunde in der mannlosen Schicht Mehrertrag:
80.000 €
Vermeidung von Folgekosten durch Werkzeugbruch (defekte Werkzeuge, auch auf Folgestationen) bisher 1.500 €/Woche bei 50 Wochen/Jahr durch Schäden an Werkzeugen, Haltern und Maschinenteilen Eingespart:
75.000 €
Vermeidung von Maschinenbränden Auf das Jahr umgelegte Kosten von Maschinenbränden von 5.000 €/Jahr Eingespart:
5.000 €
Vermeidung von Folgekosten durch Werkzeugbruch (Stillstandszeiten) 2 % mehr Ausstoß bei Ertrag von 80 €/Stunde im Zweischichtbetrieb (16 Stunden/Tag an 250 Tagen/Jahr) Mehrertrag:
6.400 €
Standzeitverlängerung der Werkzeuge 20 % längere Standzeit bei Werkzeugkosten von 90.000 €/Jahr Eingespart:
18.000 €
Erhöhung der Schnittparameter ohne Risiko 10 % mehr Ausstoß bei Ertrag von 80 €/Stunde über 16 Stunden/Tag an 250 Tagen/Jahr Mehrertrag:
32.000 €
Möglichkeit der Verwendung preiswerterer Werkzeuge 5 % Einsparung von jährlichen Werkzeugkosten in Höhe von 90.000 €/Jahr Eingespart:
4.500 €
Messkurvenvisualisierung deckt zeitverschwendende Verfahrwege im langsamen Arbeitsvorschub auf 5 % mehr Ausstoß bei Ertrag von 80 €/Stunde über 16 Stunden/Tag an 250 Tagen/Jahr Mehrertrag:
16.000 €
Erkennung/Vermeidung von Kurzteilen mittels Kontrolle beim Plandrehen oder mittels Werkstücklängentaster WLT oder IND Einsparung einer gesonderten Prüfstation mit Kosten von 1.500 €/Jahr und/oder manueller Prüfung mit 50 Mannstunde/Jahr bei 35 €/Mannstunde Eingespart:
3.250 €
Inprozess Werkstückmaßkontrolle mittels Reibungsgeräusch zwischen Prüfwerkzeug und schnell rotierender Werkstückoberfläche Einsparung einer gesonderten Prüfstation mit Kosten von 1.500 €/Jahr und/oder manueller Prüfung mit 50 Mannstunde/Jahr bei 35 €/Mannstunde Eingespart:
3.250 €
Luftschnittvermeidung ("Gap-Control") durch Anschnitterkennung, insbesondere beim Schleifen 5 % mehr Ausstoß bei Ertrag von 80 €/Stunde über 16 Stunden/Tag an 250 Tagen/Jahr Mehrertrag:
16.000 €
Zusätzlicher Gewinn mit Werkzeugüberwachung Addition von Mehrertrag und eingesparter Kosten Summe:
259.400 €
Kosten des Werkzeugüberwachungssystems Jahresmiete von 3500 € für Tool Monitor und Sensoren Mietkosten:
3.500 €
Kosten der Bedienung der Werkzeugüberwachung 1 Mannstunden/Woche, 50 Wochen/Jahr und 35 €/Mannstunde für die Bedienung des Tool Monitors Kosten:
1.750 €

Die dargestellten Einsparungen und Mehrerträge basieren auf einem konkreten Praxisbeispiel mit nachvollziehbaren Annahmen zu Laufzeiten, Stundenwerten und Werkzeugkosten.

Um die Wirtschaftlichkeit für Ihre eigene Maschine realistisch bewerten zu können, stellen wir Ihnen eine Berechnungsvorlage als PDF zur Verfügung, mit der Sie alle relevanten Parameter individuell anpassen können!

Technologische Besonderheiten unserer Werkzeugüberwachung

Besonderheiten der Tool Monitore

  • Parallele Auswertung interner Antriebsdaten und der Messwerte beliebiger Sensoren (Wirkleistung, Kraft, Dehnung, Schall, Werkzeuglänge, Werkstücklänge, ...)
  • Grafische Korrekturmöglichkeit für die Hüllkurven im Bereich wiederholter, nur örtlicher Messwertanstiege, um wiederholte Grenzverletzungen zu vermeiden. Bei Verwendung des Nordmann-Touchscreens können die Hüllkurven mit dem Finger oder einem Stift (Touchpen) korrigiert werden. Bei Anschluss des Tool Monitors einer Steuerung mit PC-Bedienrechner erfolgt die Korrektur der Grenzwerte über einen Pfeil, der auf der Hüllkurve mit Cursortasten (oder mittels Mauszeiger) verschoben wird. Die Hüllkurve kann auch wie bei einem "Gummiband" verformt werden, getrennt für ihre obere und ihre untere Begrenzung.
  • Automatische Anpassung der Hüllkurve an einen wiederholt auftretenden Messwertausreisser, wenn der Bediener diesen als falschen Alarm mit automatischer Grenzwertkorrektur quittiert.
  • Gleitende Hüllkurvenberechnung zur Überwachung von Mehrspindelbohrköpfen über die Wirkleistung bis zu 10 Bohrer pro Antriebsmotor.
  • Dynamikauswertung: Kontrolle der Welligkeit der Messkurven zur Erkennung einzelner fehlender Zähne in Fräsern und zur Überwachung auf sprungartige Kraft- oder Leistungsveränderungen (Bruch beim Drehen).
  • Mathematik-Messstelle: Erlaubt z. B. die Addition von Messkurven, um aus den Messwerten zweier Vorschubachsen eine Summen-Messkurve zu generieren.
  • Hohe Anzahl überwachbarer Messkanäle: Mit dem Tool Monitor sind insg. 256 analoge Sensoren oder Spindeln bzw. Vorschubachsen mittels interner Antriebsdaten überwachbar.
  • Inprozess Werkstückmaßkontrolle und Werkzeug-bzw. Werkstück-Auffederungskontrolle auf akustischer Basis mit Auflösung im μ-Bereich (erteiltes Patent Nordmann Nr. DE19944865B4).

Besondere Sensoren (Auszug):

  • Körperschallaufnahme über einen Kühlschmierstoffstrahl vom Werkzeug oder Werkstück (erteiltes Patent Nordmann Nr. DE3627796C1). Dadurch sind sehr kleine Werkzeuge überwachbar (z. B. Bohrer mit Ø 0,1mm), selbst in Mehrspindelbohrköpfen. Sehr gute Schallaufnahme auch beim Schleifen, Drehen, Wälzfräsen und Umformen (Hämmern) unmittelbar vom Werkstück oder Werkzeug.
  • Körperschallaufnahme über die mitrotierenden drahtlosen Sensoren RSA, RSA-2 und RSA-Ring für Schleif-, Werkstück- und Abrichtspindeln.
  • Körperschallaufnahme über den drahtlosen SEA-Wireless zur Montage an Spannvorrichtungen in Bearbeitungszentren oder an der Revolverscheibe in Drehmaschinen.
  • Kraftsensoren BDA-Kralle, DMS-Kralle für Kulissenhebel in Mehrspindeldrehautomaten mit besonders einfacher Montage über nur eine M5-Schraube (beide patentiert).
  • Werkstücklängentaster WLT für Mehrspindler und Rundtaktautomaten (BDA-Pilz patentiert).
  • Dreiphasen-Wirkleistungsmessung WLM-3S: Besonders reaktionsschnell für kleinste Werkzeuge. Zur Messung an Spindel- und Vorschubantrieben.
  • Piezoelektrischer Dehnungsaufnehmer PDA in Kompaktbauweise zur schonenden Befestigung mittels Klebeset
  • Kundenspezifische Kraftmessplatte KMP zur Messung von Zerspanungskräften. Montage zwischen Revolver- oder Spindelkasten und Vorschubschlitten
  • Hydro-Distanzsensor HDS zur Bohrerbruchkontrolle über einen Kühlschmierstoffstrahl als Wegaufnehmer (bis Abstand 50 cm)
  • Spark-Sensor SPS zur Drehmeißelkontrolle bei hohen Aufmaßschwankungen über deren Funkenflug
  • Aufprallsensor APS-BDA zum Aufbau von Strahlschranken mittels Kühlschmierstoff-, Wasser- oder Pressluftstrahl, um bruchbedingte Werkzeugverkürzungen oder die Spanposition bzw. das Vorhandensein von Werkstücken überwachen zu können (Alternative zur Laserrichtschranke)
  • Pyrosensor PYS zur Kontrolle einzelner Bohrer in Mehrspindelbohrköpfen, Zerspanungstemperatur etc.
  • Staudrucksensor SDS zur Bohrerbruchkontrolle über eine Kühlschmierstoffstrahl- oder Luftstrahlschranke, auch für Kleinstbohrer ab Ø 0,1mm. Messdistanzen bis 2,5m in Bearbeitungszentren. Braucht im Vergleich zum Laser nicht auf das Ablaufen von Kühlschmierstoff zu warten und ist verschmutzungsunabhängig (patentiert).
  • Elektromagnetischer Sensor EMS zur Bohrerbruchkontrolle in Mehrspindelbohrköpfen (Schwingungsmessung und/oder Längenkontrolle)

Besonderheiten der Überwachungsgeräte

Zur Werkzeugüberwachung und Prozesssteuerung werden aus den Messwerten der Sensoren oder der digitalen Antriebsdaten geeignete Messkurven gebildet, die ggfs. nach einer Signalfilterung (z.B. Glättung, Mittelwertbildung, Hochpassfilterung, Gleichrichtung,...) entsprechend der Aufgabe mit Grenzwerten umgeben werden.

Sobald die Messkurve eine Grenze verletzt, schaltet ein ihr zugehöriger Schaltausgang, der z.B. einen sofortigen Vorschubstopp, eine Umschaltung der Vorschubgeschwindigkeit, den Aufruf eines Schwesterwerkzeuges oder die Abspeicherung einer Werkzeugposition auslösen kann.

In den folgenden Unterkapiteln zeigen wir Ihnen Screenshots des Tool Monitors, wo die einzelnen Überwachungsmöglichkeiten näher erläutert werden.

Tool Monitor Überwachungsstrategien

Screenshot des Tool Monitors SEM-Modul-e2 mit verschiedenen Überwachungsansichten

Usability und Sensibilität unserer Werkzeugüberwachung

Bedienerfreundlichkeit

  • Bedienerbezogene Schnellzugriffstasten (Softkeys) für häufig benutzte Funktionen
  • Bediener- und kontextbezogenes Ausblenden unbenötigter Einstellmöglichkeiten
  • Visualisierung von Messkurven und Grenzen:
    - Zeigt Prozessfenster sofort nach Joblöcke
    - Grafische Einstellmöglichkeit der Grenzen per Maus oder am Touchscreen
  • Automatische Grenzwertkorrektur, alternativ zur manuellen

Sensibilität

  • Auswahl der jeweils optimalen Sensorik für die zu überwachenden Werkzeuge aus einem großen Programm
  • Auswahl des jeweils geeigneten Frequenzbereichs (Körperschallmessung)
  • Hüllkurven als Grenzwerte ohne oder mit automatischer Anpassung an anschließende Messwertveränderungen ("Gleitende Hüllkurve")
  • Auswertung dynamischer Signalanteile mit jeweils eigenen Messkurven und Grenzwerten

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