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EMO Hannover 2019 Industrie 4.0 wird startklar für die Praxis

| Redakteur: Stéphane Itasse

Wer Variantenvielfalt und Produktindividualisierung wirtschaftlich managen will, muss ganzheitlich denken und IT-gestützt Produktionssysteme beherrschen. Wie das geht, zeigen die Wissenschaftler des Fraunhofer-IWU und der TU Chemnitz auf der EMO Hannover 2019 vom 16. bis 21. September.

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Maschine 4.0 bietet Mehrwert vernetzte Produktion durch eine lückenlose Überwachung von Prozess, Maschine und Werkzeug.
Maschine 4.0 bietet Mehrwert vernetzte Produktion durch eine lückenlose Überwachung von Prozess, Maschine und Werkzeug.
(Bild Fraunhofer-IWU)

Anwendungen präsentieren die Chemnitzer Spezialisten für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik auf der Sonderschau Industrie 4.0 der EMO: Die live produzierende Maschine 4.0 und eine gläserne Werkzeugmaschine verdeutlichen den ganzheitlichen Ansatz zur Digitalisierung in der industriellen Produktion. Im Fokus stehen laut Mitteilung des Fraunhofer-IWU Wertschöpfung und Mehrwert. Dies unterstreichen insbesondere zwei einsatzfähige Systeme zur Prozessauslegung: Skive-All für das Verfahren des Wälzschälens sowie ein sensorloses Monitoringsystem für die Bahngenauigkeit bei Werkzeugmaschinen.

Werkzeugbahnfehler in Echtzeit erkennen

Die Abweichung der Werkzeugbahn während einer Bearbeitung ist bislang eine große Herausforderung für den Anwender. Zur Vermeidung sind aufwändige Prüfungen am Werkstück notwendig, auf die erst zeitverzögert reagiert werden kann. Wissenschaftler des Fraunhofer-IWU haben nun ein Monitoringsystem entwickelt, das praktisch in Echtzeit genaue Informationen über die reale Werkzeugbahn generiert und so auch Korrekturen während der Bearbeitung oder gar im Bahnplanungsprozess ermöglicht. Der Prüfaufwand kann so in einzelnen Anwendungen um das Zehnfache reduziert werden.

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Basis des sensorlosen Monitoringsystems ist ein echtzeitfähiges, messdatenbasiertes Modell zur Prozessauslegung – ein digitaler Zwilling. Verbunden mit der Maschinensteuerung wird dieser über eine spezielle Steuerungsschnittstelle kontinuierlich mit Lage-Ist-Werten der NC-Achsen gespeist. Aus dem Vergleich mit der geplanten Sollbahn generiert er prozessbegleitend Zeitpunkt und Größe etwaiger Bahnfehler. Prinzipiell ist das Monitoringsystem auf jeder Werkzeugmaschine einsetzbar. Die Chemnitzer passen das System kunden- und maschinenspezifisch an.

Auch die Elektromobilität verlangt neue Technologieansätze. Eine Antwort darauf ist das Wälzschälen, das die Produktivität des Wälzfräsens und die geometrische Flexibilität des Wälzstoßens vereinigt. Da das Verfahren erst seit Kurzem am Markt verfügbar und zudem komplex ist, liegt bisher noch wenig Erfahrung zur Auslegung von Wälzschälprozessen vor. Wissenschaftler des Fraunhofer-IWU stellen dafür ihre Software Skive-All vor.

Mehrwert vernetzte Produktion erfahren

Mit der Maschine 4.0, in Form einer Miniatur-Umformpresse und ihrem digitalen Zwilling, zeigen die IWU-Wissenschaftler, wie Digitalisierung in der Produktion gelingen kann. Der 2 m hohe und 1,5 t schwere Demonstrator mit einer Presskraft von 15 t kann Bauteile lochen, tiefziehen und beschneiden. Neben diesen Funktionen wird durch die Digitalisierung eine lückenlose Überwachung von Prozess, Maschine und Werkzeug erreicht. Dadurch kann die Maschinenverfügbarkeit gesteigert, die Lebensdauer erhöht und auch die Einarbeitungszeit der Werkzeuge verkürzt werden, unabhängig von der Art der Maschine. Sensoren garantieren eine umfassende Selbstüberwachung der Maschine.Da nicht an jeder erforderlichen Position Sensoren integrierbar sind, wurden virtuelle Sensoren entwickelt.

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik auf der EMO Hannover 2019: Halle 9, Stand F32

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