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25.02.2013

Körperschallsensorik erkennt Werkzeugverschleiß

Im Störungsfall (oberes Bild) weist das Frequenzbild des Werkzeugs deutlich vom Frequenzbild des Normalbetriebs ab (unteres Bild). Auf diese Weise wird erkennbar, dass das Werkzeug gewartet werden muss. (© Kunststoffe)

Im Störungsfall (oberes Bild) weist das Frequenzbild des Werkzeugs deutlich vom Frequenzbild des Normalbetriebs ab (unteres Bild). Auf diese Weise wird erkennbar, dass das Werkzeug gewartet werden muss. (© Kunststoffe)

In Spritzgießwerkzeugen zeigen vor allem die beweglichen Teile wie Auswerfer, Schieber oder Führungssysteme mitunter erhebliche Verschleißerscheinungen. In der Spritzgießfertigung werden die Werkzeuge daher in regelmäßigen Abständen gewartet. Feste Wartungszyklen berücksichtigen allerdings nicht den aktuellen Verschleißzustand: bei zu kurzen Intervallen wird die Produktion zu oft unterbrochen – sind die Intervalle jedoch zu lang, besteht die Gefahr, dass fehlerhafte Teile produziert werden.

Eine neuentwickelte Überprüfungsmethode für Spritzgießwerkzeuge auf Basis der Körperschallsensorik ermöglicht seit kurzem eine zustandsorientierte Instandhaltung. Die Körperschallsensorik misst die Schallwellen, die im Werkzeug während der Produktion entstehen. Dabei werden zunächst die Frequenzbilder des Werkzeugs im fehlerfreien Zustand aufgenommen. Sobald das Werkzeug in der Fertigung im Einsatz ist, wird in regelmäßigen Abständen ein neues Frequenzbild aufgenommen, das mit dem ursprünglichen akustischen "Fingerabdruck" des Werkzeugs verglichen wird.

Auf diese Weise können Verschleißerscheinungen auch während der laufenden Produktion erkannt werden, da der Sensor sich jederzeit für eine stichprobenartige Analyse am Werkzeug anbringen lässt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Sensor dauerhaft am Werkzeug zu installieren und die Produktion vollautomatisch zu überwachen. Sobald ein festgelegter Grenzwert überschritten wird, übermittelt das System ein Warnsignal oder stoppt die Produktion.

Weitere Anwendungsfelder der Körperschallsensorik sind Brüche an Werkzeugkernen oder die Bestimmung der optimalen Balance zwischen Zykluszeitverkürzung und Werkzeugverschleiß. In Zukunft können möglicherweise auch Verschleißmechanismen an Plastifizierschnecken von Spritzgießmaschinen und Extrudern mit der Körperschallsensorik erkannt werden.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

BW engineering GmbH
Eppenhauser Strasse 155
DE 58093 Hagen
Tel: +49 2331 34163 -0
Fax: +49 2331 34163 -63
info <AT> bwengineering.de


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