Nachrüstlösung für Umformpressen Spanntechnik liefert Daten für effiziente Umformprozesse

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

ANDREAS MAIER GmbH & Co. KG

CAPTRON Electronic GmbH

SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH

Das Fraunhofer IWU hat mit einem Spannsystem-Hersteller eine Plug-&-Play-Lösung entwickelt: Sensorik im Werkzeugspanner überwacht den Umformprozess.

Durch ihre direkte Nähe zu Werkzeug und Werkstück sind Werkzeugspannsysteme bestens geeignet, prozessrelevante Parameter zu erfassen und aussagekräftige Daten zu generieren. Eine durchgängige Prozessüberwachung – kombiniert mit gezielter Auswertung und klarer Visualisierung der Daten – kann die Fertigung stabilisieren und ihre Planbarkeit verbessern. Nun ist eine Nachrüstlösung, die das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit einem Hersteller von Spannsystemen entwickelt hat, marktreif: Anwender profitieren von einem effizienteren Produktionsprozess mit konstant hoher Werkstückqualität und minimalen Stillstandszeiten.

Analyse des Umformprozesses

Werkzeugspanner sind die mechanische Schnittstelle zwischen Umformmaschine und Werkzeug. In den nun vorgestellten Werkzeugspanner ist ein smartes Sensormodul integriert, das kleinste elastische Deformationen am Pressenstößel während des Umformvorgangs erfasst. Das Modul lässt sich auch an vorhandenen Werkzeugspannsystemen nachrüsten. Einmal installiert, arbeitet die Software völlig autark. Sie muss weder parametriert werden, noch stellt sie besondere Qualifizierungsanforderungen an das Bedienpersonal. Auch der Aufwand für die Nachrüstung der Spanntechnik mit Sensoren ist gering. Das System arbeitet direkt an der Wirkstelle und erfasst wichtige Prozessdaten inline. Ob bei kleineren Stückzahlen oder großen Serien, sehr kompakten oder großformatigen Bauteilen – „BERGtronic“ macht auch ältere Pressen fit für die Produktion im digitalen Zeitalter. Die jüngste Evolutionsstufe der Software überwacht weiterhin den Werkzeugspanner, legt nun jedoch den Fokus auf die Analyse des Umformprozesses.

Fehler schneller identifizieren und gezielt beheben

Sensordaten – etwa zum Presskraftverlauf oder zur Verteilung der Prozesskräfte – lassen sich produktionsbegleitend auswerten. Sollten Abweichungen auftreten, bilden diese die Grundlage für eine gezielte Ursachenanalyse. Die an mehreren Stellen erfassten Daten sind einzeln oder korreliert auswertbar. Eine Hüllkurvenüberwachung, bei der eine obere und untere Toleranzgrenze (die „Hülle“) automatisch gesetzt wird, erkennt während der Produktion zuverlässig Prozessunregelmäßigkeiten. So ist eine schnelle Reaktion möglich, bei Bedarf von Hub zu Hub. Die Software entwickelt ein „Gedächtnis“ für Fehlertypen, legt erkannte Abweichungen gegenüber dem Soll in einem Log-Buch ab und vergleicht einen erkannten Fehler mit früher aufgetretenen Ereignissen. Die ausgewerteten Daten und Informationen können gezielt übergeordneten Systemen wie Datenbanken und Anlagensteuerungen zur Verfügung gestellt werden.

Die Anomalie-Erkennung identifiziert außerdem gezielt Fehler in Werkzeugen. Sie basiert auf einer automatischen Erkennung des Arbeitszyklus und liefert so die Grundlage für eine Werkzeug-spezifische Ursachenanalyse. Spezialwissen für die Anwendung der Analyse Algorithmen ist nicht erforderlich.

Herstellerunabhängiges Retrofitting, Quick-Check und Evaluation

Projektleiter Mohaned Alaluss betont: „Die sensorierte Spanntechnik lässt sich unabhängig vom Steuerungskonzept in Pressen integrieren. Ob sich eine Maschine für die Nachrüstung eignet und ob die Lösung zur geplanten Überwachungsaufgabe passt, lässt sich mit wenig Aufwand prüfen.“ Ein Beispiel: Seit März 2026 sind die intelligenten Spanner und die am Fraunhofer IWU entwickelte Software als Hightech-Nachrüstlösung bei der Magna Body & Chassis Germany GmbH unter den rauen Produktionsbedingungen des Presshärtens im Einsatz.

Das Fraunhofer IWU demonstriert auf der Euroblech 2026 am Stand der Berg & Co. GmbH Spanntechnik (Halle 27, Stand F51) live die neu entwickelte Software zur Prozessüberwachung direkt an einer Umformpresse.

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