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CNC-Fräse: Fräser-Defekt-Erkennung

Hi.

Ich steh hier vor nem (eher noch theoretischen) Problem...

Wie könnte elektronisch/etc. feststellen, ob der Fräser einer CNC-Fräse noch intakt oder abgebrochen ist?

Also bricht der Fräser, soll einfach ein Signal gegeben / Kontakt geschaltet werden (... der dann entweder ne Art "Not-Aus" durchführt oder der Fräse sagt "Werkzeug heben, Spindel aus und zurück an Parkposition")

Die Frage nur: Wie würde man sowas machen? ein paar Theorien:

#1 Stromfluss zwischen Spindel und Werkstück messen. Bricht der Fräser hoch genug, dass er das Werkstück nicht mehr berührt, fliesst kein Strom mehr. Nachteil: Geht nur bei Metallen (es werden aber auch Kunststoffe/Holz bearbeitet)

#2: Gewicht der Spindel messen. Dürfte aber wahrscheinlich schon durch die Vibrationen der Spindel derart stark schwanken, dass die paar (Milli)gramm des fehlenden Fräserstücks untergehen.

#3: Spindeldrehzahl messen. Ist ja im Werkstück geringer als ausserhalb / bei defektem Fräser.

#4: Mit Laser ausmessen. Wahrsch. rel. teuer und funktioniert nur wenn der Fräser nicht im Werkstück ist...

mfG S.C

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Stefan Czech
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Hallo Stefan,

solche Probleme lassen sich nicht so einfach verkürzen. Krupp-Widia hat ein solches System mal entwickelt. Dabei reicht aber -Fräser ab oder nicht ab- nicht aus. Bevor ein Fräser abreißt müssen schon gewaltige Kräfte auftreten.

Üblicherweise mißt man das Schwingungsverhalten des Fräs- kopfes und leitet dies einem Echtzeiterkennungssystem zu. Hier wird nach einem komplexen Rechenverfahren ausgewertet ob der Fräser stumpf ist bzw. "Ausbrüche" hat.

Leider nix mit einfach.

Stefan Czech schrieb:

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Matthias D.

Stefan Czech wrote: [=2E..]

Das w=E4re auch mein Vorschlag gewesen und die Haltestrom=FCberwachung f=FCr die Z- Achse wird nach werkzeugwechsel gespeichert und verglichen w=E4rend des Betriebs. Ein Gewichtsunterschied im Grammbereich sollte allerdings me=DFbar sein. Dabei m=FC=DFten dann aber noch Bearbeitungsbelastungen am Werkst=FCck ber=FCcksichtigt werden.

M=2EE. w=E4re das vern=FCnftiger Weise nur durch Spezialfr=E4ser mit Innenbohrung zu machen. Dar=FCber k=F6nnte optisch/akustisch/mechanisch ein Bruch festgestellt werden.=20

MfG Manfred Glahe

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Manfred Glahe

auszuwerden

und

Die Vibrationen sind nach Werkstoff, Schmiermittel und Fr=E4sersch=E4rfe ebenfalls unterschiedlich. Und ein Zahnteilabbruch bei einem 28mm Fr=E4ser bewirkt m.E. noch keinen me=DFbaren Vibrationsunterschied.

MFG Manfred Glahe

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Manfred Glahe

Wie ist es mit dem Stromverbrauch? Aendert der sich nicht wenn die Spindel leer laeuft?

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Nikolaus Correll

Hallo Stefan

Da hab ich auch schon mal etwas drüber nachgedacht, aber was Einfaches ist mir nicht eingefallen.

In meinem Fall keine Option, da fast nur Kunststoffe gefräst werden.

Ich früchte das Gewicht des Fräsers ist immer sher klein gegen das der Spindel. In meinem Fall gehts um 0,3-2mm Zylinderfräser, bei 0,3 mm brechen da ein paar mg ab, Spindel wiegt best. 20k kg.

Die Drehzahl sollte gleich bleiben, die ist ja i.A. geregelt, aber der Stromverbrauch sollte sinken. Aber, in meinem Fall, wieder nix, weil

0,3mm in Kunststoff oder nicht geht völlig unter den restlichen Reibungsverlusten unter.

Ja, könnte gehen. Ich hab auch überlegt eine billige Videokamera (z.B. USB Webcam) anzuschließen, hab noch nichts realisiert.

Grüße Flo

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Florian Rist

Hallo Stefan!

In der Praxis macht man das über das Motordrehmoment von Spindel und/oder Vorschubachse. Und das kann man wiederum aus den Motorströmen errechnen. Das funktioniert natürlich nur bei geregelten Antrieben, nicht bei Schrittmotoren.

Das ganze ist aber ein komplexes Thema, über das schon eine ganze Reihe Dissertationen geschrieben wurden, aber immernoch wenig praxistaugliche Lösungen existieren.

Als Einstieg in die Thematik empfehle ich: Kapitel 6 aus: Weck, M.: "Werkzeugmaschinen - Mechatronsiche Systeme, Vorschubantriebe, Prozeßdiagnose" (Band 3). Springerverlag 2001, ISBN

3-540-67614-7 Wir arbeiten gerade an der Neuauflage, daher ist die alte Version (falls noch verfügbar) für lediglich 20 EUR erhältlich.

Gruß Thorsten Ostermann

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Thorsten Ostermann

Stefan Czech schrieb:

wie wäre es das über die vibrationen die der fräser erzeugt auszuwerden ? ein kaputter fäser vibriert doch beim fäsen anders als ein heiler und hört sich auch anders an ...

gruß sven

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Sven Meier

Hallo Florian!

Du hast immernoch nichts dazu gesagt, welche Art von Antrieben und Steuerung du verwendest. Insofern ist es schwierig, da was konkretes zu zu sagen.

Viel einfacher und billiger wäre ein taktiles Verfahren oder ein (induktiver?) Näherungsschalter. Bei den Schrittmotorsteuerungen unterstützt z.B. PCNC sowas, allerdings zur automatischen Werkzeuglängenvermessung, nicht zur Defekterkennung.

Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann

--
Kunst kommt aber von 'können',
nicht von 'kennst du schon den neuesten trick?'
   Gunther in oecher.computer zum Thema "Gutes Webdesign"
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Thorsten Ostermann

Hallo Thorsten

Oh, ich will auch gar nix genaues wissen, ich hab grad keine Zeit für solche "Spielerein". (Spindel ist übrigens eine 2kW 380V Derhstrohmspindel von Perske, 5000-25000 UpM, Angesteuert über einen Wechselrichter)

Der OP, sollte sich genauer äußern, dann könnte man ihm vielleicht helfen, dass ist war.

Ja, erfordert aber immer einen Abbruch des Fräsvorgangens für eine Kontroller.

Für genau diesen Zweck haben wir sowas auch, im Prinzip ein Taster, auf den man den Fräser fährt um seine Länge zu messen.

Grüße Flo

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Florian Rist

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