Kommunikationstechnologie IO-Link Wireless, gemeinsam entwickelten Spannbacke iJaw

Bild 01: Die messende Spannbacke iJaw mit wechselbaren Spanneinsätzen inklusive der Sensorik für die Spannkraftmessung und der Elektronik für die kabellose Datenübertragung via IO-Link Wireless sowie wiederaufladbarem Akku im Inneren (Quelle: Röhm)

Das Spannen von Werkstücken erfordert von dem Bediener sowohl große Erfahrung als auch ein enormes Gefühl. Schließlich stellt dieser die Spannkraft, also die auf das Werkstück wirkende Spannkraft des Spannfutters, noch manuell ein. Die manuelle Einstellung kann jedoch zu Abweichungen während des Spannvorganges führen. Wird das Werkstück beispielsweise zu stark eingespannt, kann dieses Überspannen das Werkstück beschädigen. Ein zu loses Spannen kann zu Werkstückverlusten während der Bearbeitung und zu Schäden in der Maschine und am Werkzeug führen. Bisher gab es keine zuverlässige Möglichkeit, die Spannkraft sowohl bei der Einrichtung des Spannsystems und zugleich bei der Bearbeitung des Werkstücks, während der laufenden Fertigung, zu messen.

Präzise Messung direkt an der Spannstelle

Jetzt gibt es für dieses Problem eine Lösung, mit der auf der EMO Italia 2021 erstmals vorgestellten und von dem Spannmittelspezialisten Röhm [1] und Coretigo [2], führender Hersteller der industriellen drahtlosen Kommunikationstechnologie IO-Link Wireless, gemeinsam entwickelten Spannbacke iJaw (Bild 1). Die Lösung unterstützt das präzise Einspannen des Werkstücks zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs und misst die Spannkraft in Echtzeit.

Um eine Messung der Spannkraft direkt an der Spannstelle zu ermöglichen, enthält iJaw verschiedene integrierte Sensoren, die mit der IO-Link-Wireless-Technologie von Coretigo kommunizieren. Die Messdaten werden drahtlos an das Coretigo-Gateway übertragen, das sich über eine Profinet-Schnittstelle mit der Maschinensteuerung oder direkt mit IoT- oder Cloud-Anwendungen verbinden lässt. Die Daten kann das Steuerungssystem (z. B. eine SPS) speichern und anzeigen. Das iJaw-System lässt sich auch direkt über eine LAN-Schnittstelle des Gateways mit dem IT-System verbinden, sodass die Daten zur Verarbeitung, Analyse und Archivierung an einen IIoT-Server gesendet werden können.

Auch während der Bearbeitung des Werkstücks sendet iJaw kontinuierlich die Daten der gemessenen Spannkräfte und ermöglicht ein frühzeitiges Erkennen von Veränderungen, also ein Abweichen von den Sollwerten. Die in Echtzeit erfassten Messwerte und Daten liefern wichtige Hinweise für die Prognose von zukünftig anstehenden Reparaturen und/oder einen Werkzeugverschleiß. iJaw unterstützt somit die vorbeugende Instandhaltung der Maschinen und Werkzeuge, um ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren und die Produktqualität im Herstellungsprozess zu erhalten.

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