Standardisierte, modulare Medienschnittstelle für intelligente Werkzeugspindeln

Herausforderung

Moderne Werkzeugmaschinen sind hochproduktive und zugleich sehr komplexe mechatronische Systeme. Eine zentrale Komponente ist die Hauptspindel, da sie das Werkzeug beziehungsweise das Werkstück aufnimmt und somit den Bearbeitungsprozess unmittelbar beeinflusst. Die Erfassung von Prozessdaten sowie die Überwachung von Spindel und Werkzeugzu Dokumentationszwecken gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird von Anwendern verstärkt gefordert. Eine unübersichtliche Schnittstellensituation hemmt jedoch die Entwicklung intelligenter Spindeln. Die Vielzahl an Anschlüssen führt nicht nur zu Bauraumkonflikten, sondern verursacht insbesondere bei Retrofit-Projekten hohe Aufwände in der Projektierung und Inbetriebnahme. Darüber hinaus entstehen durch neue Anwendungsfälle, wie etwa das Roboterfräsen, zusätzliche Anforderungen, die spindelintegrierte Lösungen erforderlich machen.

Zielsetzung

Ziel des Projekts ist es, den Integrationsaufwand intelligenter, funktionsintegrierter Werkzeugspindeln durch eine standardisierte, modulare Medienschnittstelle zu reduzieren. Zudem soll mithilfe der virtuellen Inbetriebnahme eine Vorauslegung und Projektierung ermöglicht werden. Auf diese Weise können intelligente Werkzeugspindeln auch in Bestandsmaschinen zeiteffizient und kostengünstig integriert werden.

Lösungsansatz

Einen direkten Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz leistet die Schnittstelle, indem sie Funktionen näher an den Bearbeitungsprozess verlagert. Die zu entwickelnde Medienschnittstelle erweitert die Funktionalität intelligenter Werkzeugspindeln. Durch Reduzierung von Integrationsaufwänden und Standardisierung wird die Verbreitung intelligenter Werkzeugspindeln in der industriellen Praxis nachhaltig unterstützt. Die Spindel stellt integrierte Funktionen zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses, des eingesetzten Werkzeugs sowie ihres eigenen Zustands bereit. Auf dieser Basis lassen sich Bearbeitungsprozesse und ‑parameter während des laufenden Betriebs kontinuierlich optimieren. Dadurch können sowohl Energie‑ und Materialverbräuche als auch der Ausschuss deutlich reduziert werden.