Werkzeugidentifikation in der Metallbearbeitung

Mit dem Start des „Industrie 3.0“ – Zeitalters (der computer-gesteuerten Fertigungsautomation) begannen die Anwender der Werkzeugmaschinen Routinearbeit zu vermeiden: Z.B. die manuelle Tastatureingabe der Daten der Bearbeitungswerkzeuge. CNC- Werkzeugmaschinen gewannen immer mehr Marktanteile in der Metallbearbeitung. Diese Maschinen sind oft mit automatischen Werkzeugwechselsystemen ausgerüstet. Um eine korrekte und exakte Produktion zu gewährleisten, müssen die tatsächlichen Werkzeugdimensionen in die Maschine eingegeben werden, um die richtige Bahnkorrektur der Werkzeuge zu errechnen.

Werkzeug­identifikation ermöglicht automatisiertes Werkzeughandling

Anstatt die Ist-Abmessungen  (Durchmesser und Länge ab Referenzpunkt) von Hand in die CNC- Steuerung einzugeben, werden die Messdaten, die von einem Werkzeugeinstellgerät ermittelt sind, auf einen RFID-Datenträger geschrieben, welcher an der Werkzeugaufnahme (HSK, SK,…) angebracht ist. Beim Beladen des Werkzeugmagazins in der Maschine liest ein RFID-Lesegerät diese Werkzeugdaten aus und gibt sie an die CNC-Steuerung weiter.

Die Position des Datenträgers ist international für z.B. HSK- (Hohlschaftkegel) und SK- (Steilkegel) Werkzeugaufnahmen genormt.

Werkzeugaufnahme mit RFID Datenträger

In Japan ist in vielen Fällen der Datenträger im Anzugsbolzen montiert.

Werkzeugdaten für verschiedene Ebenen der Automatisierungs­pyramide

Werkzeugdaten wie Ist-Durchmesser und Ist-Länge sind wichtig für die Steuerungsebene, um eine präzise Produktion der Werkstücke zu realisieren. Andere Daten wir Soll- und Ist- Standtzeit der Werkzeuge sind eher für die Bereiche Industrial Engineering und Qualitätssicherung relevant, um z.B. eine geforderte Oberflächengüte zu realisieren. Fertigungsingenieure führen Optimierungstests für die Bearbeitung durch (mit verschiedenen Spindeldrehzahlen und Vorschubgeschwindigkeiten), um eine optimale Werkzeugstandzeit unter den Gesichtspunkten Effizienz und Qualität zu erreichen. Diese Aktivitäten finden typischerweise auf der Prozess-Leitebene statt. Die Beschaffung neuer Werkzeuge oder die Koordination des Nachschleifens steuert ein ERP- System auf der Unternehmensebene.

Zurück zum Beginn der 3. Industriellen Revolution: In dieser Zeit entwickelten die Ingenieure das CIM- Konzept (Computer Integrated Manufacturing). Die Integration von Computern und Informationstechnologie ermöglichte diesen Fortschritt. Mit der 4. Industriellen Revolution (besser: Evolution statt Revolution), fügt „Industrie 4.0“ im Windschatten des Internets nun cyber-physikalische Systeme der industriellen Produktion hinzu. Cloud- Systeme unterstützen und beschleunigen die Kommunikation zwischen Kunden und Lieferanten. Die Werkzeugverwaltung berücksichtigt mehrere Ebenen der Automatisierungspyramide.

Video zur Plug & Work Lösung Easy-Tool-ID