Ausgangslage
Die Werkzeugverriegelung befindet sich in den Werkzeugmagazinen der Bearbeitungsmaschinen. Sie holt das Werkzeug im Werkzeugmagazin ab, klemmt es fest, bringt es zur Übergabestelle des Werkzeugwechslers und positioniert es dort. Nach dem Werkzeugwechsel erfolgt der Ablauf in umgekehrter Reihenfolge. Bei jedem Werkzeugwechsel kommen die Verriegelungen zum Einsatz, folglich werden diese häufig und stark beansprucht. Der Hub zum Abholen resp. Übergeben der Werkzeuge wird mit einem hydraulischen Zylinder in Bewegung gesetzt. Der ganze Mechanismus ist heikel und störungsanfällig. Es kommt vor, dass die Verriegelungen undicht sind und / oder verklemmen. Ein weiterer Grund für Störungen ist die zum Teil ungenaue Position der Werkzeuge im Werkzeugrechen.
Der Mechanismus dieser Verriegelungen soll in Zukunft vorgängig in einer Prüfstation auf seine Funktion, dem Lösen und Klemmen der Werkzeuge, getestet werden.
Aufgabenstellung
Mit einer eigens konstruierten Prüfvorrichtung sollen zwei Typen von Werkzeugverriegelungen in eine bereits bestehende Prüfstation integriert und auf ihren Mechanismus geprüft werden. Die Vorrichtung soll zudem eine einfache und anwenderfreundliche Platzierung der Verriegelungen in die Prüfstation ermöglichen.
Das Prüfwerkzeug, welches dieses in der Maschine imitieren soll, muss von Hand in zwei Achsen verstellt werden können, um so eine allfällige ungenaue Lage des Werkzeugs zu simulieren. Es sollen möglichst praxisnahe Bedingungen geschaffen werden damit eventuell auftretende Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden können. Zudem soll mit der Vorrichtung geprüft werden, um wie viele Millimeter die Werkzeugachse gegenüber der Werkzeugverriegelung verschoben sein darf, damit die Funktion gewährleistet ist. Die Verriegelung wird dann über mehrere Wiederholungszyklen in der Prüfstation automatisch getestet.
Weiter soll das bestehende, mobile Hydraulikaggregat durch ein neues, fest installiertes ersetzt werden.
Ergebnisse
Die kompakte Prüfvorrichtung, auf welcher die zu prüfenden Werkzeugverriegelungen befestigt werden, kann anwenderfreundlich in die bestehende Prüfstation montiert werden. Um die zwei Werkzeugtypen prüfen zu können, sind diese einfach auswechselbar. Durch verschiedene Steckpositionen, kann das Werkzeug zweiachsig verstellt werden. Damit kann der Versatz der Werkzeugachse simuliert werden. Die Prüfung der Werkzeugverriegelungen wird automatisch über eine Steuerung durchgeführt. Ein Teil der Fehlerauswertung erfolgt automatisiert, der andere Teil optisch. Das Hydraulikaggregat ist leistungsfähig und fix in die Prüfstation integriert.
Nutzen
Ein zu frühes Versagen der Werkzeugverriegelungen zieht unnötige Kosten und Ressourcen mit sich. Mit dem Testen der Werkzeugverriegelungen können allfällige Fehler bereits im Vorfeld erkannt und behoben werden. Zugleich können die Auswirkungen einer ungenauen Lage des Werkzeugs im Werkzeugrechen simuliert werden. Folglich kann die Toleranz bestimmt werden, welche ein Verklemmen der Verriegelung vermeidet. Dies bietet eine zusätzliche Sicherheit, dass die Verriegelungen im Einsatz weniger Störungen verursachen können.
Marktbezug
Die Werkzeugmaschinen und somit die Werkzeugverriegelungen werden in vielen Bereichen wie z. B. in der Automobil- und allgemeinen Maschinenbauindustrie eingesetzt. Ein zuverlässiges Produkt ist damit eine wichtige Anforderung an die Maschinen. Stillstandzeiten sind wann immer möglich zu vermeiden. Mit vorgängigen internen Prüfungen können allfällige Fehler vor der Auslieferung erkannt und behoben werden, was eine Zufriedenheit der Kunden erheblich steigert.
