Intec 2019

••• 10••• Innovationen Spanen mit weniger Kraft Forscher steigern Produktivität mittels Ultraschallsystem M it „PermaVib“ haben Wis- senschaftler des Fraunhofer IWU ein Ultraschall-Schwingsys- tem für Bohr- und Fräswerkzeuge entwickelt, das vor allem die Zer- spanung von Stahl und Aluminium perfektioniert. Auch Materialien wie faserverstärkte Kunststoffe und Keramiken lassen sich damit wesentlich leichter als bisher be- arbeiten. Zudem verringert „Per- maVib“ drastisch den Werkzeug- verschleiß sowie die Kräfte bei der Zerspanung. Bei der spanenden Bearbeitung von faserverstärkten Kunststof- fen und Keramik treten heute noch typische Fehler wie Faser- ausrisse, Delamination und Aus- brüche des Werkzeuges oder auch des Werkstücks auf. Die Ef- fizienz der Bearbeitung metalli- scher Werkstoffe beschränken schlecht abzuführende Späne und Gratbildung. „Die von uns gemeinsam mit vier Industriepartnern entwickelten ‚PermaVib‘-Systeme ändern das“, sagt Martin Hamm, Wissenschaft- ler am Fraunhofer IWU. „Sie re- gen das Werkzeug mit Ultraschall zum Schwingen an und sorgen so dafür, dass bis zu 40 Prozent we- niger Kraft für die Bearbeitung aufgebracht werden müssen.“ Da- durch werden geringere Spangrö- ßen, eine verbesserte Spanabfuhr und eine verbesserte Bauteilqua- lität erzielt, gleichzeitig wird der Werkzeugverschleiß um bis zu 50 Prozent reduziert. Zudem lassen sich bestehende Werkzeugma- schinen ohne großen Aufwand mit den Systemen nachrüsten, weil diese als Module in beliebige Bearbeitungszentren integriert werden können. „Hier ist ‚Perma- Vib‘ konkurrenzlos“, so Hamm. „Denn die wenigen ähnlichen Pro- dukte, die derzeit schon auf dem Markt sind, setzen die Anschaf- fung spezieller Maschinen voraus und sind deshalb lediglich für die Bearbeitung kleinerer Bauteile ge- eignet.“ Ausgeführt sind die „PermaVib“- Systeme als Werkzeughalter mit Schrumpffutter, die anstelle der konventionellen Werkzeug- halter in die Maschinenspindel eingesetzt werden. Im Innern verfügen sie über einen piezo- keramischen Wandler, der eine hochfrequente elektrische Wech- selspannung in schnelle Bewe- gungen übersetzt. So werden die konventionellen Vorschub- und Schnittbewegungen von einer Längsschwingung überlagert. Durch die Geometrie des Sys- tems wird die Schwingungsam- plitude verstärkt. An der Werk- zeugspitze werden so Werte im zweistelligen Mikrometerbereich erreicht. Das Gehäuse ist jedoch von den Schwingungen entkop- pelt, womit Spindel und Lager vor unerwünschten Vibrationen geschützt sind. „PermaVib“ versetzt Bohr- und Fräswerkzeuge per Ultraschall so in Schwingung, dass die Bearbeitung von Metallen, faserver- stärkten Kunststoffen und Keramiken wesentlich erleichtert wird. Das Schwingsystem reduziert den Werkzeugverschleiß um 50 und den Kraftaufwand um 40 Prozent. Foto: Fraunhofer IWU Anzeige Sporadischen, nicht reproduzierbaren Ereignissen imNetzwerk auf der Spur Präzise Diagnose durch die neue Generation Switch Bei der Verbindung von Maschi- nennetzwerken untereinander, der Verbindung von Maschinen- und Hallennetzwerk und Verbindungen zu übergeordneten IT-Netzen spie- len ethernetbasierte Kommunikati- onsprotokolle eine immer größere Rolle. In diesen Netzwerken sind Switches die zentralen Infrastruk- turkomponenten. Ursprünglich wa- ren sie „nur“ zum Datenverteilen vorgesehen. Der Blick in die Reali- tät der modernen Industrie zeigt je- doch: Ein guter Switch muss mehr können und zu einer hohen Stabilität und Verfügbarkeit der Automatisie- rungsnetzwerke beitragen. Genau vor diesem Hintergrund wurden die full managed Switches PROmesh P9 und PROmesh P20 von Indu-Sol konzipiert. Dank ih- rer High performance onboard Di- agnose liefern sie dem Betreiber jederzeit wertvolle Informationen zur Kommunikationsdiagnose und demNetzwerkzustand. Dies ist nicht zuletzt dann von Vorteil, wenn die Maschinen an weit entfernten Or- ten stehen. Schickt man erst beim Auftreten eines für ethernetbasierte Netzwerke typischen, sporadischen und nicht reproduzierbaren Ereig- nisses mit Busbezug aufs Gerate- wohl einen Servicetechniker los, muss dieser im schlimmsten Fall un- verrichteter Dinge wieder abreisen, da das Ereignis nicht wieder auftritt und keine Diagnosedaten vorliegen. Anders beim Einsatz der beiden Switches aus der PROmesh-Fami- lie: Sie ermitteln die Netzlast im Millisekundentakt, verworfene Te- legramme (Discards) sowie Feh- lertelegramme (Errors) und zeigen diese direkt auf ihrer Web-Ober- fläche an. Neben dem Netzwerk selbst kommen in der industriellen Automatisierung auch Potentialaus- gleichsströme, die über die Schirme der angrenzenden Datenleitung ab- geleitet werden, als Störungsursache in Frage. Deshalb überwachen die beiden Switches als bisher einzige am Markt mit Hilfe einer integrier- ten Messschaltung diese sogenann- ten Ableitströme permanent. Die Visualisierung der Diagnose- Ergebnisse erfolgt dabei nach dem Ampelfarben-Prinzip, sodass eine Auswertung intuitiv auf den ersten Blick möglich ist. Über die Alarm- Funktion können sich Betreiber von Maschinen und Anlagen benach- richtigen lassen, sobald die Switches eine Auffälligkeit detektieren. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte, vorbeugende Instandhaltung und verschafft dem Instandhaltungsper- sonal Zeit für andere Aufgaben. Kon- strukteure wiederum können die Di- agnosedaten zur Ursachenforschung verwenden, wenn bei Unstimmig- keiten im Zusammenspiel mehrerer Applikationen ihreMaschinen als Ur- sache verdächtigt werden. In jedem Fall lässt sich mit den Diagnosedaten schnell und präzise eine Aussage tref- fen, ob die Ursachen für eine Störung imNetzwerk oder in der EMV liegen (oder weder noch). Der PROmesh P20 ist zudem dank seiner integrierten Routerfunktiona- lität auch als Bindeglied zwischen der IT-Ebene und den Automatisie- rungsnetzwerken einsetzbar. Hier leistet er einen wesentlichen Beitrag zur Netzwerksicherheit, da an den Switch angeschlossene Geräte vom übergeordneten Netzwerk separiert werden können. Bei Bedarf besteht jedoch die Möglichkeit, einzelne Verbindungen zuzulassen. Die Switches der PROmesh-Familie, die es neben dem P9 und dem P20 noch in vielen weiteren Ausführun- gen für unterschiedlichste Anwen- dungsfälle gibt, bilden die neueste Generation leistungsfähiger Infra- strukturkomponenten, die gezielt für die Anforderungen der vernetzten Industrie entwickelt wurden. Denn eines zeichnet sich immer deutlicher ab: Wer bei der Investition in die Per- formance der Infrastruktur spart, legt ein Vielfaches des Ersparten später für Serviceleistungen obendrauf. Tipp: Was es bei der Switch-Aus- wahl zu beachten gilt und wie Ih- nen die richtigen Switches zu einer hohen Netzwerkperformance ver- helfen, wird im Film Der Switch – der Profi im Netzwerk | Techno- logie einfach erklärt anschaulich dargestellt. Schauen Sie gleich rein! http://bit.ly/switch-film Indu-Sol auf der Intec: Halle 3 , Stand E20 Netzlast oder EMV? Die Switches PROmesh P9 und PROmesh P20 von Indu-Sol zeigen dem Anwender Diagnosedaten zu beiden möglichen Er- eignis-Ursachen auf einen Blick und ermöglichen so eine zielgerichtete Ursachenforschung. Bildquelle: Indu-Sol GmbH