Modellentwicklung zur Berücksichtigung von Prozess-, Maschinen und Werkzeugeinflüssen bei der Verschleißberechnung und -prognose für spanabhebende Werkzeuge

 

Ziel des Projekts in Zusammenarbeit mit der pro Micron GmbH ist die Entwicklung von Modellen, welche eine Überwachung von Fräsprozessen ermöglichen.

Der Projektpartner pro Micron produziert und vertreibt den sensorischen Werkzeughalter „SPIKE“, welcher die Biegemomente des Werkzeughalters misst und per Funk an eine Übertragungseinheit sendet. Diese Daten sollen für eine Prozessüberwachung des Fräsprozesses verwendet werden. Die Rolle des WZL im Projekt besteht darin, Modelle zu entwickeln, auf deren Basis diese Überwachung stattfinden kann.

Das primäre Überwachungsziel ist der Freiflächenverschleiß des Werkzeugs. Dieser soll durch den erwarteten Anstieg der Schnittkraft und somit der Biegemomente gemessen werden. Hierzu wird zunächst ein Verschleißmodell entwickelt, welches den Zusammenhang zwischen dem Freiflächenverschleiß und dem resultierenden Anstieg der Biegemomente herstellt.

Da die Werkzeugbelastung neben dem Verschleiß auch stark von den Prozess- und Eingriffsbedingungen des Werkzeugs abhängt, wird ein zweites Model benötigt, welches die Eingriffsbedingungen aus den Prozesssignalen der Biegemomente identifiziert. Hierzu werden so genannte Polfiguren verwendet, welche die Biegemomente in zwei orthogonal zueinanderstehenden Richtungen in einem kartesischen Koordinatensystem auftragen. Hierdurch ergeben sich charakteristische Muster, die direkt abhängig von den Eingriffsbedingungen sind. Durch bestimmte Auswertungen der Muster kann somit auf die Eingriffsbedingungen geschlossen werden.