Der zentrale Untersuchungsgegenstand der Gesamtdruckmessung ist die Druckluft.
Im Bereich der CNC-Werkzeugmaschinen versteht man unter „Gesamtdruckluftüberwachung“, wenn das System eine entsprechende Meldung anzeigt oder dies in der Bedienungsanleitung erwähnt wird,In den allermeisten Fällen handelt es sich tatsächlich um die Überwachung des Drucks der Druckluft.Das pneumatische System einer CNC‑Maschine ist ein entscheidender Bestandteil für ihren ordnungsgemäßen Betrieb, wobei Druckluft die zentrale Antriebsquelle dieses Systems darstellt. Messpunkte zur Erfassung des Gesamtdrucks sind in der Regel am Eingang der Maschinenluftversorgung angeordnet und dienen der Echtzeitüberwachung, ob der Druck der zugeführten oder im internen Leitungsnetz verfügbaren Druckluft den vorgegebenen Sollwert erreicht.
Warum sind CNC-Werkzeugmaschinen in hohem Maße auf Druckluft angewiesen?
Druckluft nimmt in CNC-Werkzeugmaschinen eine unverzichtbare Rolle ein; ihre wichtigsten Anwendungsgebiete umfassen:
- Spindelspan- und -lösevorrichtung sowie Werkzeugwechsler:Beim automatischen Werkzeugwechsel in einer Bearbeitungszentrale wird Druckluft benötigt, um die Zylinder zum Lösen und Festziehen des Werkzeugs zu betätigen. Bei unzureichendem Luftdruck kann das Werkzeug herabfallen, was zu schweren Sicherheitsvorfällen führen kann.
- Spannen und Positionieren des Werkstücks:Viele pneumatische Spannvorrichtungen nutzen Druckluft, um eine stabile Spannkraft bereitzustellen und sicherzustellen, dass das Werkstück während des Hochgeschwindigkeitsschneidvorgangs nicht verrutscht.
- Schutz und Reinigung:Druckluft wird häufig zum Ausblasen und zur Reinigung des Spindelkegels, zur Überdruckdichtung der Führungsbahnabdeckungen (um das Eindringen von Kühlschmierstoff und Spänen zu verhindern) sowie zur Späneabfuhr im Bearbeitungsbereich eingesetzt.
- Antrieb mit Pneumatikkomponenten:Wie die Ausführung von Hilfsfunktionen, beispielsweise der Antrieb von Schutztüren und pneumatischen Messerwechselzylindern.
Die wichtige Rolle der Gesamtdruckmessung
Da Druckluft an zahlreichen kritischen Arbeitsabläufen beteiligt ist, stellt die Überwachung des Gesamtdrucks einen wesentlichen Bestandteil des sicherheitstechnischen Sicherheits‑Interlock‑Systems der Werkzeugmaschine dar.
1. Vermeidung von Geräteausfällen und Sicherheitsvorfällen
Liegt der Druck des dem Werkzeugmaschinenaggregat zugeführten Druckluftstroms unter dem Sicherheitsschwellwert, übermitteln der Drucksensor oder der Druckschalter umgehend ein Signal an das CNC-Steuerungssystem. Das System löst einen Alarm aus, setzt den Bearbeitungsablauf vorübergehend aus und verhindert gegebenenfalls sogar den Anlauf der Spindel. Dieses Verfahren schützt wirksam vor schwerwiegenden Störungen wie dem Herausfallen des Werkzeugs oder dem Lösen der Spannvorrichtung aufgrund unzureichenden Luftdrucks.
2. Gewährleistung der Bearbeitungsgenauigkeit
Die Spannkraft eines pneumatischen Spanners ist proportional zum Luftdruck. Ein stabiler Gesamtluftdruck sorgt für eine konstante Spannkraft, was zur Gewährleistung der Maßgenauigkeit und der Oberflächengüte der Werkstücke von entscheidender Bedeutung ist. Druckschwankungen können zu Mikrobewegungen des Werkstücks führen und somit die Bearbeitungsergebnisse beeinträchtigen.
Neben dem Druck ist auch die Qualität der Druckluft von entscheidender Bedeutung.
Obwohl bei der Gesamtdrucküberwachung vor allem der Druckparameter im Fokus steht, stellen numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen in der Praxis auch hohe Anforderungen an die Qualität der Druckluft. Unbehandelte Druckluft enthält Feuchtigkeit, Öl und Staub; diese Verunreinigungen können zu Rostbildung an Pneumatikkomponenten, zur Alterung von Dichtungen sowie zum Festfrieren von Magnetventilen führen. Daher werden vor der Messstelle des Gesamtdrucks in der Regel Lufttrockner und Feinfilter installiert, um sicherzustellen, dass die in die Maschine eintretende Druckluft trocken und sauber ist und so die Lebensdauer des Pneumatiksystems verlängert wird.