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Consenses Robuste Überwachungstechnik für Pressen in Laborqualität

| Autor/ Redakteur: Matthias Brenneis, Joachim Hauß und Jörg Stahlmann / Frauke Finus

Zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt die Werner Schmid GmbH mit einem neuen Überwachungssystem: Überwachung der laufenden Produktion und systematische Prozessverbesserung auf Basis belastbarer Prozessdaten werden mit einem neuen Werkzeug möglich. Mehrjährige Entwicklungsarbeit mündet in eine zukunftsorientierte Umsetzung an einer neuen Presse.

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In einem öffentlich geförderten Projekt erprobte und entwickelte die Werner Schmid GmbH gemeinsam mit der Consenses GmbH einen vollständig neuartigen Überwachungsansatz auf Basis von Piezo Bolts.
In einem öffentlich geförderten Projekt erprobte und entwickelte die Werner Schmid GmbH gemeinsam mit der Consenses GmbH einen vollständig neuartigen Überwachungsansatz auf Basis von Piezo Bolts.
(Bild: HA Hessen Agentur GmbH – Jan Michael Hosan)

Die Werner Schmid GmbH ist Hersteller von hochwertigen Umform- und Spritzgussteilen sowie Teilen aus kombinierten Verfahren für die Automobilindustrie Seit mehreren Jahren war die Werner Schmid GmbH auf der Suche nach einer geeigneten Überwachungslösung, die den hohen Qualitätsansprüchen Rechnung trägt und prozesssicher in der Presswerkpraxis eingesetzt werden kann. Konventionelle Systeme konnten die Anforderung hinsichtlich Qualität und Einfachheit nicht erfüllen. In einem öffentlich geförderten Projekt erprobte und entwickelte die Werner Schmid GmbH gemeinsam mit der Consenses GmbH bereits 2014 bis 2015 einen vollständig neuartigen Überwachungsansatz auf Basis von Piezo Bolts. Die Ergebnisse aus dem Grundlagenprojekt waren so vielversprechend, dass die Werner Schmid GmbH nach Abschluss des Projekts in ein Werkzeug-Überwachungssystem von Consenses investierte. Die wesentliche Innovation bei dem vorliegenden System Productionsenses von Consenses ist, dass keine Kompromisse aus Qualität und Einfachheit gemacht werden müssen. Das System erlaubt nicht nur die gezielte Identifikation von Schlechtteilen, sondern bietet standardmäßig Analysemöglichkeiten, damit Probleme in der Praxis durchdrungen und an der Wurzel gelöst werden können.

Productionsenses bietet diese Vorteile, weil eine saubere Trennung der Kraftsignale in den Umformstufen möglich ist, und durch die definierte Krafteinleitung eindeutige Rückschlüsse auf das Geschehen im Prozess gezogen werden können. Die Fähigkeit Kraftsignale ohne zusätzliche Bauelemente wie Kraftmessdosen oder Kraftmessdübel prozesssicher und präzise in positive und negative Richtung aufzunehmen, hebt das hier eingesetzte System grundlegend von herkömmlichen Überwachungssystemen ab. Damit orientiert sich die Messtechnik hinsichtlich Datenqualität an hochwertiger Labormesstechnik. Handling und Belastbarkeit, von Sensoren, Systemen und Software messen sich an den Ansprüchen im Presswerk. Das Überwachungssystem kann automatisiert angelernt werden und die Inbetriebnahme ist mit wenigen Handgriffen erledigt. Die Sensorik in Form von Normschrauben eröffnet darüber hinaus besondere Flexibilität, weil jeweils auffällige Werkzeugelemente ohne zusätzliche Investitionen hinsichtlich Überwachungsnotwendigkeit und Aussagekraft getestet werden können. Die Messdaten verdeutlichen einige besondere Funktionen, die der Werner Schmid GmbH einen neuartigen Wettbewerbsvorteil bescheren: An vielen Umformprozessen kommt ein vorgelagerter Zick-Zack-Vorschub zur Optimierung der Materialausnutzung zum Einsatz. Aufgrund der unterschiedlichen Schnittlinien treten am gleichen Werkzeug unterschiedliche Kraftsignale auf. Die Kraftsignale zeigen, dass es drei charakteristische Kraftkurven gibt, die für sich jeweils sehr reproduzierbar sind, immer in regelmäßiger Abfolge auftreten und eindeutig durch Kennwerte beschreibbar sind.

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Neue Wege in der Überwachung

Die Überwachungsalgorithmen erlauben die Kraftkurven automatisch zu identifizieren und für jede einzelne Kurve eine eigene Regel zu hinterlegen. Es ist klar, dass sich für diese hinsichtlich Effekte getrennten Kurven Überwachungsregeln formulieren lassen, die wesentlich genauer sein können als eine globale Überwachung der gemischten Signale. So können mit einem hochwertigen Sensor mehrere Regeln formuliert werden, die es erlauben, auch komplizierte Sachverhalte sicher und einfach zu überwachen. Das macht es auch möglich Maschineneinrichtern im Fehlerfall Hinweise zu liefern, wo die Störungsursache liegt. Die neue Technik erlaubt es, neue Wege in der Prozessüberwachung zu gehen. Neben den üblichen Überwachungsstrategien können auch Muster erkannt und verarbeitet werden. Darüber hinaus erlaubt die Productionsenses-Technologie die Bewertung mehrerer Sensoren in einer Regel, um beispielsweise Verkippungen zu diagnostizieren. In dem aktuellen Entwicklungsprojekt „Multifaktorielle Überwachungsregeln in industriellen Mehrstufenprozessen“ HA 485/15-27 entwickelt Consenses gemeinsam mit der Werner Schmid GmbH, der Vacuumschmelze GmbH & Co. KG und dem Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen der TU Darmstadt weitere Überwachungskonzepte, die zum Beispiel ein mögliches Ausheilen von Fehlern über mehrere Umformstufen in Regelwerken berücksichtigen. Gemeinsam mit mehreren strategischen Partnern hat Consenses in den vergangenen Jahren ein attraktives Produktportfolio entwickelt. Ausgehend von hochwertigen und robusten Piezoschrauben entstanden mobile Analysesysteme als Werkzeug für Entwickler, sowie fortschrittliche Überwachungssysteme für die zeitgemäße und sichere Überwachung. Aktuell befindet sich die Auskopplung der Consenses-Ladungsverstärker in der finalen Entwicklungsphase. Je nach Wunsch kann damit die Messkette von der Datenerfassung bis zum Handling und Auswerten umfangreicher Prozessdaten bedient werden.

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