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(a) "obere Hüllkurve":

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit flexiblem, der Messkurvenform angepasstem Verlauf.

Erklärung: Die Grenze "obere Hüllkurve" folgt genau der Form der Messkurve. Die Abstände zwischen Messkurve und Grenze können horizontal und vertikal, jeweils separat in den sog. "Lernparametern" eingestellt werden. Die "Lernparameter" greifen jedoch nur beim Neu-Lernen der Grenze. Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell verändert werden. Auf dem Touchscreen lässt sich die Grenze nach Wunsch in ihrer Form und Höhe verändern, sie lässt sich praktisch "von Hand einzeichnen".

Schaltverhalten: Sobald die obere Hüllkurve von der Messkurve berührt bzw. überschritten wird, gilt dies als "Alarm". Der zugeordnete Ausgang schaltet, was zu einem Maschinen-Stopp (oder einer sonstigen Schaltfunktion) führt.

Sollte sich die Messkurve zu Beginn der oberen Grenze bereits oberhalb der Grenze befinden, ohne die Grenze berührt zu haben, gilt dies ebenfalls als Alarm!

Der zugeordnete Ausgang bleibt standardgemäß so lange geschaltet, bis eine händische oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "oberen Hüllkurve" ein "Alarm-Bild" dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen. (=> "Alarm-Bild" bedeutet, dass im Messfenster mittels Fadenkreuz explizit die genaue Position der Grenzverletzung angezeigt und das gesamte Messfenster rot-blinkend umrahmt wird.)    

Anwendung in der Praxis: Da die obere Hüllkurve genau dem Messkurvenverlauf folgt und sich eng anschmiegt, ist dies ein "sicherer" Grenztyp bezüglich einer erfolgreichen Brucherkennung. Allerdings sollte sich die Messkurve möglichst stabil, ruhig und wiederholgenau verhalten, da ansonsten die Gefahr zu vieler falscher Alarme (und somit überflüssiger Maschinen-Stopps) zu hoch ist.

Die "obere Hüllkurve" sollte nur bei möglichst stabilen Messkurven - bevorzugt zur Brucherkennung bei Leistungs- und Kraftmessungen - zum Einsatz kommen. Bei eher "unruhigen" Schallmessungen sollten gerade Grenzen (wie bspw. die "gerade Grenze über Kurve" und die "Mindestgrenze") bevorzugt werden.

 

 

(b) "untere Hüllkurve":

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit flexiblem, der Messkurvenform angepasstem Verlauf.

Erklärung: siehe "obere Hüllkurve".

Schaltverhalten: Sobald die untere Hüllkurve von der Messkurve berührt- bzw. unterschritten wird, gilt dies als "Alarm". Der zugeordnete Ausgang schaltet, was zu einem Maschinen-Stopp (oder einer sonstigen Schaltfunktion) führt.

Sollte sich die Messkurve, bereits am Anfang der unteren Hüllkurve, unterhalb der Hüllkurve befinden (ohne Berührung), gilt dies ebenfalls als Alarm!

Der zugeordnete Ausgang bleibt standardgemäß so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "unteren Hüllkurve" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen. (=> "Alarm-Bild" bedeutet, dass im Messfenster mittels Fadenkreuz explizit die genaue Position der Grenzverletzung angezeigt und das gesamte Messfenster rot-blinkend umrahmt wird.)

Anwendung in der Praxis: Siehe "obere Hüllkurve".

Die "untere Hüllkurve" sollte nur bei möglichst stabilen Messkurven - bevorzugt zur Brucherkennung bei Leistungs- und Kraftmessungen - zum Einsatz kommen. Bei eher "unruhigen" Schallmessungen sollten gerade Grenzen (wie bspw. die "gerade Grenze unter Kurve" und die "Mindestgrenze") bevorzugt werden.

Bei "schlanken", kurzzeitigen Messwertanstiegen muss folgendes beachtet werden:

Die "untere Hüllkurve" kann der Messkurve u.U. nicht weit genug nach oben folgen, weil die "Lernparameter" (speziell die horizontalen Abstände zur Messkurve) dies nicht zulassen! D.h., in diesem Fall sollte ggf. eine "Mindestgrenze" bevorzugt werden!  

 

 

(c) "gerade Grenze über Kurve":

 

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit waagerechtem Verlauf.

Die Begrenzungsstriche (am Grenzanfang und -ende) zeigen nach oben.

Erklärung: Die "gerade Grenze über Kurve" orientiert sich im Moment des neuen Lernens am höchsten gemessenen Punkt der Messkurve. Unabhängig von der Form der Messkurve liegt die Grenze in einem bestimmten Abstand oberhalb des höchsten Punktes. (Der Abstand ist abhängig vom eingestellten "Lernparameter")

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell verändert werden, sowohl in ihrer Höhe, als auch bezüglich ihrem Anfangs- und Endzeitpunkt.

Schaltverhalten: Sobald die gerade Grenze von der Messkurve berührt- bzw. überschritten wird, gilt dies als "Alarm". Der zugeordnete Ausgang schaltet, was zu einem Maschinen-Stopp (oder einer sonstigen Schaltfunktion) führt.

Sollte sich die Messkurve bereits am Anfang der "geraden Grenze über Kurve" oberhalb der Grenze befinden (ohne Berührung), gilt dies ebenfalls als Alarm!

Der zugeordnete Ausgang bleibt standardgemäß so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "geraden Grenze über Kurve" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen. (=> "Alarm-Bild" bedeutet, dass im Messfenster mittels Fadenkreuz explizit die genaue Position der Grenzverletzung angezeigt und das gesamte Messfenster rot-blinkend umrahmt wird.)

Anwendung in der Praxis: Die "gerade Grenze über Kurve" ist ein "universeller" Grenztyp. Sie wird z.B. zur "einfachen" Brucherkennung eingesetzt, bei der im Moment des Bruches stets eine kräftige Messkurven-Überhöhung zu erwarten ist. Außerdem wird dieser Grenztyp allgemein bei instabilen Messkurven verwendet, bei denen der Einsatz einer "oberen Hüllkurve" zu viele falsche Alarme verursachen würde.

Die "gerade Grenze über Kurve" kommt allgemein bei eher unruhigen, "dynamischen" Messkurven (z.B. Schallmessungen) zum Einsatz.  

Da sich die "gerade Grenze über Kurve" am höchsten Punkt der Messkurve orientiert, ist bei Messkurven mit Niveau-Unterschieden (z.B. bei Stufenbohrern) folgendes zu beachten:

Möglicherweise ist der Abstand vom niedrigeren Messkurven-Niveau bis zur Grenze zu groß, als dass eine bruchbedingte Messkurvenüberhöhung die Grenze verletzen könnte! In diesem Fall sollten zwei obere gerade Grenzen eingesetzt werden, sodass über den unterschiedlich hohen Messkurven-Niveaus jeweils eine eigene Grenze liegt. Alternativ (bei stabilen Messkurvenverläufen) kann auch eine "obere Hüllkurve" eingesetzt werden.

 

 

(d) "gerade Grenze unter Kurve"

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit waagerechtem Verlauf.

Die Begrenzungsstriche (am Grenzanfang und -ende) zeigen nach unten.

Erklärung: Die "gerade Grenze unter Kurve" orientiert sich (im Moment des neuen Lernens) am niedrigsten gemessenen Punkt der Messkurve. Unabhängig von der Form der Messkurve liegt die Grenze in einem bestimmten Abstand unterhalb des niedrigsten Punktes. (Der Abstand ist abhängig vom eingestellten "Lernparameter")

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell verändert werden, sowohl in ihrer Höhe, als auch bezüglich ihrem Anfangs- und Endzeitpunkt.

Schaltverhalten: Sobald die gerade Grenze von der Messkurve berührt- bzw. unterschritten wird, gilt dies als "Alarm". Der zugeordnete Ausgang schaltet, was zu einem Maschinen-Stopp (oder einer sonstigen Schaltfunktion) führt.

Sollte sich die Messkurve, bereits am Anfang der "geraden Grenze unter Kurve", unterhalb der Grenze befinden (also ohne Berührung), gilt dies ebenfalls als Alarm!

Der zugeordnete Ausgang bleibt standardgemäß so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "geraden Grenze unter Kurve" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen. (=> "Alarm-Bild" bedeutet, dass im Messfenster mittels Fadenkreuz explizit die genaue Position der Grenzverletzung angezeigt und das gesamte Messfenster rot-blinkend umrahmt wird.)

Anwendung in der Praxis: Die "gerade Grenze unter Kurve" wird dort eingesetzt, wo stets ein deutlicher- und vorzeitiger Abfall der Messkurve zu erwarten ist, unmittelbar nach dem Moment eines Bruches. Außerdem wird dieser Grenztyp bei Messkurven verwendet, deren Form nicht stabil genug ist, als das mit einer "unteren Hüllkurve" gearbeitet werden könnte.

Die "gerade Grenze unter Kurve" kommt allgemein bei eher weniger formstabilen- und überwiegend waagerecht verlaufenden Messkurven zum Einsatz.  

Nach dem neuen Lernen ist die "gerade Grenze unter Kurve" möglicherweise nicht sichtbar, weil die Software die Grenze unter die Nulllinie legt! Dies liegt daran, dass bei vielen Messkurven der niedrigste, gemessene Punkt eben auf der Nulllinie liegt. Nach dem neuen Lernen muss die Grenze manuell in die gewünschte Position gebracht werden. Um nach dem neuen Lernen automatisch eine korrekte Grenzlegung zu erreichen, kann der Anfangs- und Endzeitpunkt der Grenze per "Lernparameter" geändert werden. (Der Anfang der Grenze muss sich zeitlich hinter dem Messkurven-Anstieg- und das Ende der Grenze vor dem Messkurven-Abfall befinden.)  

 

 

(e) "Mindestgrenze"

 

 

Grafische Darstellung: Gestrichelte rote Linie mit waagerechtem Verlauf.

Erklärung: Die "Mindestgrenze" orientiert sich (im Moment des neuen Lernen) am höchsten gemessenen Punkt der Messkurve. Unabhängig von der Form der Messkurve liegt die Grenze in einem bestimmten Abstand unterhalb des höchsten Punktes in der Messkurve. (Der Abstand unterhalb des höchsten Punktes ist abhängig vom eingestellten "Lernparameter")

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell verändert werden, sowohl in ihrer Höhe, als auch bezüglich ihres Anfangs- und Endzeitpunktes.

Schaltverhalten: Wenn die Messkurve die Grenze nicht durchquert, gilt dies als "Alarm". Zwischen Anfangs- und Endzeitpunkt der Mindestgrenze muss die Messkurve also mindestens ein Mal die Mindestgrenze berühren bzw. durchqueren. Dabei lässt sich separat einstellen, ob dieses Durchqueren "von unten nach oben", oder "von oben nach unten", oder "beliebig" erfolgen darf. Wenn die Mindestgrenze über ihre komplette Länge unter- oder überschritten wird, schaltet der zugeordnete Ausgang, was zu einem Maschinen-Stopp (oder einer sonstigen Schaltfunktion) führt.

Der zugeordnete Ausgang bleibt standardgemäß so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "Mindestgrenze" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen.

Anwendung in der Praxis: Die Mindestgrenze ist ein "universeller" Grenztyp. Sie wird z.B. zur "einfachen" Bruch- bzw. Fehlt-Erkennung eingesetzt. Außerdem wird dieser Grenztyp allgemein bei instabilen Messkurven verwendet, sowie z.B. bei "schlanken" Messkurven-Anstiegen, deren ledigliches Vorhandensein abgefragt werden soll.  

Die "Mindestgrenze" kommt allgemein bei eher instabilen Messkurven zum Einsatz, sowie als einfache "Fehlt-Erkennung". Bei eher instabilen Messkurven verursacht die Mindestgrenze normalerweise deutlich weniger falsche Alarme, als eine "gerade Grenze unter Kurve" oder gar eine "untere Hüllkurve"!  

Sofern noch keine entsprechenden Lernparameter-Optimierungen vorgenommen wurden, wird die "Mindestgrenze" - mit neuem Lernen - über die komplette Zeitachsenlänge unterhalb des höchsten Messkurvenpunktes gelegt. Handelt es sich um eine Messkurve, in deren Verlauf eine nicht-überwachungs-relevante und immer vorhandene Spitze vorhanden ist, muss darauf geachtet werden, dass diese Spitze nicht die Mindestgrenze durchquert oder berührt!

Beispiel: Wird ein Gewindebohrer mittels Wirkleistung überwacht, so ergibt sich eine kräftige Messkurvenspitze zum Zeitpunkt der Drehrichtungsumkehr. Diese Messkurvenspitze ist immer vorhanden, unabhängig davon, ob der Gewindebohrer evtl. schon längst abgebrochen ist! Es handelt sich somit um eine nicht-überwachungs-relevante Messkurvenspitze, die nicht die Mindestgrenze berühren ("quittieren") darf!

 

 

(f) "Grenze über mittlerer Höhe"

 

 

 

Grafische Darstellung: Kurze rote Linie (f), rechts-außen neben dem Messfenster. Die Begrenzungsstriche (am Grenzanfang und -ende) zeigen nach oben.

Erklärung: Die Grenze "über mittlerer Höhe" orientiert sich, im Moment des neuen Lernens, an der errechneten "mittleren Höhe" (h) der Messkurve. Die gelb markierte "mittlere Höhe" (h) wird nur in einem einstellbaren Zeitbereich (i) der Messkurve errechnet. Die Grenze wird, je nach eingestelltem Lernparameter, in einem bestimmten Abstand oberhalb der mittleren Höhe gelegt.

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell in ihrer Höhe verändert werden.

Schaltverhalten: Sobald die mittlere Höhe (h) das eingestellte Niveau der Grenze (f) überschritten hat, schaltet der zugeordnete Ausgang. Der Ausgang, der die Maschine meist zum Zyklusende stoppt, bleibt so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "Grenze über mittlerer Höhe" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen.

Anwendung in der Praxis: Die "mittlere Höhe" und die "Grenze über mittlerer Höhe" werden meist zur Verschleiß-Überwachung eingesetzt".

Bei Kraft- und Leistungsmessungen findet normalerweise, mit zunehmendem Verschleiß, ein kontinuierliches, langsames Ansteigen des Messkurven-Niveaus statt. An jedem Taktende wird die Höhe der Messkurve (im gewünschten Zeitbereich) gemittelt, was die Wiederholgenauigkeit des Alarm-Zeitpunktes (bei Standzeitende) verbessert. Die "gelbe Markierung" nähert sich also kontinuierlich, im Laufe des Verschleißes, der darüber liegenden "Grenze über mittlerer Höhe".

Die "Grenze über mittlerer Höhe" lässt sich nur hinzufügen, wenn die "mittlere Höhe" bereits zuvor hinzugefügt wurde

 

 

(g) "Grenze unter mittlerer Höhe"

 

Grafische Darstellung: Kurze rote Linie (g), rechts-außen neben dem Messfenster. Die Begrenzungsstriche (am Grenzanfang und -ende) zeigen nach unten.

Erklärung: Die Grenze "unter mittlerer Höhe" orientiert sich, im Moment des neuen Lernens, an der errechneten "mittleren Höhe" (h) der Messkurve. Die gelb markierte "mittlere Höhe" (h) wird nur in einem einstellbaren Zeitbereich (i) der Messkurve errechnet. Die Grenze wird, je nach eingestelltem Lernparameter, in einem bestimmten Abstand unterhalb der mittleren Höhe gelegt.

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell in ihrer Höhe verändert werden.

Schaltverhalten: Sobald die mittlere Höhe (h) das eingestellte Niveau der Grenze (g) unterschritten hat, schaltet der zugeordnete Ausgang. Der Ausgang, der die Maschine meist zum Zyklusende stoppt, bleibt so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Standardgemäß wird bei der Verletzung der "Grenze unter mittlerer Höhe" ein Alarm-Bild dargestellt, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen.

Anwendung in der Praxis: Die "mittlere Höhe" und die "Grenze unter mittlerer Höhe" kann man einsetzen, wenn erkannt werden soll, dass das (gemittelte-) Messkurven-Niveau auf einen bestimmten Wert gesunken ist.

Anmerkung: Der Grenztyp "Grenze unter mittlerer Höhe" wird in der Praxis sehr selten eingesetzt.

Die "Grenze unter mittlerer Höhe" lässt sich nur hinzufügen, wenn die "mittlere Höhe" bereits zuvor hinzugefügt wurde

 

 

(k) "Anschnittschwelle"

 

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit waagerechtem Verlauf.

Die Begrenzungsstriche (am Grenzanfang und -ende) zeigen nach oben.

Erklärung: Die "Anschnittschwelle" orientiert sich, im Moment des neuen Lernen, am höchsten gemessenen Punkt der Messkurve. Unabhängig von der Form der Messkurve liegt die Anschnittschwelle, in einem bestimmten Abstand unterhalb des höchsten Punktes, in der Messkurve. (Der Abstand unterhalb des höchsten Punktes ist abhängig vom eingestellten "Lernparameter")

Nach dem Neu-Lernen kann die Grenze jederzeit manuell verändert werden, sowohl in ihrer Höhe, als auch bezüglich ihrem Anfangs- und Endzeitpunkt.

Schaltverhalten: Wenn die Messkurve die Grenze überschreitet, schaltet der zugeordnete Ausgang. Im Grunde handelt es sich um das gleiche Schaltverhalten wie bei einer "geraden Grenze über Kurve", jedoch mit folgenden Unterschieden: Das "Verletzen" der Grenze stellt keinen "Alarm" dar, im Sinne eines Werkzeugbruches, sondern dient lediglich als "Meldung". Es folgt kein Maschinen-Stopp, sondern z.B. ein Umschalten in eine andere Vorschubgeschwindigkeit o.ä.. Außerdem erfolgt keine Alarmmeldung auf dem Display und es ist keine händische Alarm-Quittierung erforderlich. Der zugeordnete Ausgang setzt sich normalerweise selbständig zurück, sobald sich der Messwert wieder unter der Anschnittschwelle befindet.

Anwendung in der Praxis: Ein typischer Anwendungsfall ist die Kontakterkennung, zur "Luftschnitt-Verkürzung" bei Schleifmaschinen: Sobald die sich nähernde Schleifscheibe das Werkstück berührt, ergibt sich ein Messwert-Peak. Dieser Peak überschreitet die Anschnittschwelle, der zugeordnete Ausgang schaltet, was zu einer Verringerung des Vorschubes führt.  

Ein weiterer Anwendungsfall ist bspw. ein "Echt-Stück-Zähler": Nur wenn tatsächlich eine bestimmte Bearbeitungskurve stattgefunden und diese die Anschnittschwelle überschritten hat, wird das Teil als Gut-Teil gezählt. Jede "Verletzung" der Anschnittschwelle setzt somit den Zähler um jeweils 1 hoch.

 

 

(l) "Zeitgrenze"

 

 

Grafische Darstellung: Durchgezogene rote Linie mit senkrechtem Verlauf.

Erklärung: Die Zeitgrenze wird, nach ihrem Hinzufügen oder neuem Lernen, zunächst in die Mitte des Messfensters gelegt. Anschließend kann sie jederzeit manuell auf der Zeitachse verschoben werden.

Schaltverhalten: Sobald die (senkrechte) Zeitgrenze von der Messkurve durchquert wird, schaltet der zugeordnete Ausgang. Der Ausgang bleibt so lange geschaltet, bis eine händische- oder automatische Quittierung erfolgt. Bei der Verletzung der "Zeitgrenze" kann ein Alarm-Bild dargestellt werden, es lässt sich jedoch auch ein "stummer Alarm" einstellen.

Anwendung in der Praxis: Mit der Zeitgrenze lässt sich ein bestimmter Schaltvorgang auslösen, sobald die Messkurve einen gewünschten Zeitpunkt überschritten hat. Beispielsweise lässt sich die "Nullung" der Elektronik eines Sensor-Verstärkers über die Zeitgrenze flexibel einstellen.

In der Praxis ist die Zeitgrenze jedoch äußerst selten im Einsatz.

 

Allgemeiner Hinweis zu den Grenztypen (mit Ausnahme der "Zeitgrenze"): Alle Grenzen können bis auf ein Minimum verkürzt, nicht unterbrochen, sowie beliebig oft hinzugefügt werden.

 

 

Tabellarische Übersicht: Grenztypen und ihr Schaltverhalten:

 

Allgemein gilt: Der optimale Grenztyp ist abhängig davon, was genau überwacht werden soll und wie stabil sich die zu überwachende Messkurve verhält. Die Auswahl des richtigen Grenztyps (und der richtigen Grenzposition) ist für eine erfolgreiche Werkzeugüberwachung entscheidend!

 

Weiterführende Kapitel:

Steuersignale und Ansteuerung der Werkzeugmaschine