Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Bei zerspanenden Bearbeitungsmaschinen sind Werkstückspannungen essentielle Verbindungselemente zwischen Werkstück und Maschinenelement, denn eine fehlerhafte Werkstückspannung hat sofort immer unmittelbare Auswirkung auf die Bearbeitungsqualität und die Prozesssicherheit. Die derzeit eingesetzten Methoden zur Spannkraftmessung besitzen gravierende Nachteile, sie sind teuer, groß und daher kaum zur Onlinemessung einsetzbar. Ziele des Projektes bestanden darin, ein bestehendes folienbasiertes Sensorprinzip zur Messung einer Axialkraft hinsichtlich des Nachweises der Robustheit gegenüber andauernder, zyklenhafter Belastungen zu evaluieren sowie den derzeitigen Aufbau konstruktiv für anwendungsnahe Einsatzfälle zu erweitern. Hierfür wurden kapazitive Sensoren mit Lötanschluss und flexibler Anbindungsoption erstellt, eine Auswertelektronik und Softwarekomponenten für eine drahtlose Sendeeinheit implementiert und Belastungstests (11.000 Zyklen) an Demonstratoren mit Kraftbeaufschlagungen zwischen 0,01 – 20 kN durchgeführt.