Intelligenter produzieren Schneller am Markt sein und den Vorsprung sichern

Deutsche Werkzeugmaschinen punkten vor der ausländischen Konkurrenz mit ihrer technischen Ausrüstung. Auch rationelle Fertigungsverfahren sorgen für Wettbewerbsvorteile. Wie das Niveau gehalten und ausgebaut werden kann, wurde beim 3. VDMA-Kongress zum Thema „Intelligenter Produzieren“ erörtert.

Anbieter zum Thema

Knuth Werkzeugmaschinen GmbH

ACE Stoßdämpfer GmbH

Rhenus Lub GmbH & Co KG

TU Dortmund Institut für Spanende Fertigung

Robert Bosch GmbH

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VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.

PTW Institut für Produktions- management, Technologie und Werkzeugmaschinen

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Die Werkzeugmaschinen aus Deutschland sind nach der Krise gefragter denn je. Das Statistische Bundesamt registrierte bereits für das erste Halbjahr 2011 einen Produktionsanstieg von über 30%, im Vergleich zum Vorjahr – Tendenz steigend. Die Situation scheint beruhigend.

Werkzeugmaschinen aus China und Korea verschärfen Konkurrenz

Aber China und Südkorea decken zusammen bereits fast ein Drittel des weltweiten Produktionsvolumens ab. Noch verbirgt sich hinter dieser Zahl vorwiegend Lowtech-Massenware.

Jedoch: Taiwan und Südkorea sammeln erste Erfahrungen mit dem Bau technisch hochwertiger Maschinen und sind im mittleren Qualitätsbereich bereits erfolgreich. Vor dieser Entwicklung stellt sich die Frage, wie Deutschland seinen Vorsprung in Zukunft halten und ausbauen kann.

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Abele vom Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) an der TU Darmstadt hält unter anderem die sogenannte gekoppelte Simulation für einen vielversprechenden Ansatz. Diese Methode soll bei der Entwicklung von Anlagen besonders hilfreich sein.

Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung hilft deutschen Werkzeugmaschinenbauern

Die Ausgangsdaten setzen sich aus den Kennzahlen der Maschinen- und Komponentenhersteller und den Erfahrungswerten der Anwender zusammen. Diese Informationen werden auf zwei Grundmodelle verteilt. Das Modell 1 beinhaltet die geplante Maschine, einmal als reduziertes linearelastisches und als starres Berechnungsmodell. Das zweite wird als Teilsystem bezeichnet und mit relevanten Daten zur Regelung, zum Fertigungsprozess, zur Steuerung und zur Spindel gefüttert.

Die beiden Modelle werden anschließend gekoppelt und die gegenseitigen Einflüsse analysiert. Im Idealfall sorgt dieses Verfahren schon in einer frühen Entwicklungsphase für optimierte Reglerparameter, lässt Aussagen zu Antriebssteifigkeit und -dynamik zu und deckt Fehler im CNC-Programm auf.

Modelle könnten Maschine nur unvollständig abbilden

„Diese Methode bietet viele Potenziale, ist aber noch selten vorzufinden“, bedauert Abele. Wie er weiter erklärt, liegt das jedoch auch an einigen Aspekten, die bei der Anwendung zu beachten seien. Im Maschinenmodell könnten Kennwerte zum thermischen Verhalten und etwa Dämpfungswerte fehlen oder gar nicht erfassbar sein.

Auch in den Daten für das Teilsystem lauerten Fehlerquellen, wenn Modellierungshinweise für Maschinenkomponenten und Regler lückenhaft seien, so gibt er zu bedenken. Auch bei der gekoppelten Simulation hingen brauchbare Ergebnisse von der Qualität und Vollständigkeit der Eingangsdaten ab.

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