Secure Plug and Work

Zielsetzung des Projekts

Die Inbetriebnahme von Werkzeugmaschinen und verketteten Anlagen verursacht heute einen erheblichen Teil der Produktionskosten. Ein schneller Austausch von defekten Komponenten ist im Servicefall nicht möglich. Zielstellung des Projekts Secure Plug & Work ist die Erarbeitung von Plug & Work-Mechanismen mit integrierter Sicherheits-technologie für Maschinen-komponenten und verketteten Anlagen auf Basis marktgängiger Standards.

Anwendung auf Kugelgewindetriebe

Der Kugelgewindetrieb (KGT) dient in den Vorschubachsen der Werkzeugmaschine dazu, die rotatorische Bewegung eines elektrischen Motors in eine lineare Vorschubbewegung umzuwandeln. Die Vorschubbewegung hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Produktivität einer Werkzeugmaschine sowie auf die Qualität der bearbeiteten Werkstücke. Daraus ergeben sich hohe funktionale Anforderungen an die Komponenten der Vorschubachse und somit auch an den KGT. Zur Gewährleistung der geforderten Eigenschaften ist bei Montage und Inbetriebnahme derzeit ein hoher manueller Aufwand notwendig. Dieser Aufwand besteht unter anderem darin, Komponentendaten aus Datenblättern, die in Papierform vorliegen, in die Maschinensteuerung einzugeben. Es kann auch notwendig sein, diese Daten durch Messungen an der eingebauten Komponente zu ergänzen.

Im Projekt Secure Plug and Work wurde der KGT um eine Plug-and-Work-Funktionalität erweitert, indem alle relevanten Daten direkt auf der Komponente gespeichert und elektronisch an die Maschinensteuerung übertragen werden. Auf diesem Prüfstand wurden die Wegabweichungen und Reibmomente von Kugelgewindetrieben in regelmäßigen Abständen über die gesamte Länge gemessen. Anschließend konnten die erfassten Daten gemeinsam mit den relevanten Herstellerangaben auf einem RFID-Datenträger gespeichert werden, der direkt im Flansch der KGT-Mutter befestigt wurde. So können beim Einbau in eine Werkzeugmaschine die relevanten Komponentendaten elektronisch eingelesen werden und an die Maschinensteuerung übertragen werden.

Einplatinenrechner BeagleBone und Prüfstandsaufbau zur Messung von Wegabweichungen
Aufbau zur Messung des Reibmoments
Am wbk gemessene Wegabweichungen eines Kugelgewindetriebs

Projekte

Secure Plug and Work

Ansprechpartner

David Barton

Standort