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Umformtechnik

Umformer machen kurzen Prozess

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Forscher plädiert für Optimierungen in der gesamten Umform-Prozesskette

Wie die Forschung an das Thema Effizienz in der Umformtechnik herangeht, erläutert Prof. Dirk Landgrebe, Leiter des Fraunhofer-IWU in Chemnitz: „Wenn man Optimierungen durchführt, kann man nur die ganze Prozesskette angucken“ Werkzeuge, Qualitätssicherung, Logistik, Datenverarbeitung in einer Produktion gehörten dazu, aber auch Prozessketten oberhalb der Fabrikebene mit Lieferanten – ein Thema für Industrie 4.0. Diesen Ansatz erforscht das IWU in seiner E³-Forschungsfabrik.

Drei Schlüsselfaktoren in der Produktion für Industrie 4.0 im Sinne von cyberphysischen Produktionssystemen sieht Landgrebe: Zum einen eine intelligente Produktion mit verknüpften Systemen, einem autonomen Austausch von Informationen und einer autonomen Produktionskontrolle. Hierin entstehen intelligente Produkte: Sie sind eindeutig identifizierbar, immer lokalisierbar und ihre Historie sowie ihr Zustand sind bekannt. Der dritte Faktor sind Mensch und Ressourcen, hier spielen Themen wie Energie- und Ressourceneffizienz, intelligente Assistenzsysteme, flexible Arbeitsorganisation oder demografisch angepasste Arbeit eine Rolle. „Zur ganzheitlichen Annäherung an die Industrie-4.0-Produktion müssen wir drei Hauptfragen beantworten: Wie bekommen wir die Daten? Wie machen wir Datenmanagement und -verarbeitung? Und wie generieren wir nützliche beziehungsweise relevante Information?“, sagte der Forscher.

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Einen ersten Ansatz zum Erfassen solcher Daten aus der Produktion hat der Hersteller Andritz Kaiser GmbH im Stanz- und Umformautomatenbau in Kooperation mit der Consenses GmbH, einem Spin-off der TU Darmstadt und Hersteller von Schrauben mit integrierten Sensoren, bereits umgesetzt. „Wir haben Sensorschrauben zunächst in die kombinierte Rollengleitführung und dann in die komplette Maschine eingebaut“, berichtet Andritz-Vertriebsleiter Stefan Kaiser. Die Sensorschrauben ließen sich an beliebiger Stelle in Maschine oder Werkzeug anbringen und könnten sowohl Zug- als auch Druckkräfte messen, weil der Piezoquarz in der Schraube eingepresst und damit vorgespannt ist. Solche Piezoquarze könnten nach Ansicht von Kaiser auch schon in ein Halbzeug eingewalzt werden und beispielsweise zu einem Stanzteil führen, das sich selbst erkennt. „In den neuen, intelligenten Fabriken entsteht eine völlig neue Produktionslogik“, erwartet er. Bei Industrie 4.0, basierend auf Sensorik, Steuerungstechnik und Kommunikation, beginne die Umformprozesskette schon beim Halbzeug, umfasse auch vor- und nachgelagerte Prozesse und ende erst beim Produkt.

Andritz Kaiser testet Industrie 4.0 bereits in der Praxis

Derzeit testet nach Auskunft von Kaiser ein Kunde in Fulda die Maschine mit den Sensorschrauben. „Die Herausforderung wird sein, die Unmengen an Daten so auszuwerten, dass sowohl der Maschinenbediener als auch der Maschinenhersteller als auch das Anwenderunternehmen gute Auswertungsmöglichkeiten hat“, so der Vertriebsleiter. Beim Pilotkunden soll die Erfassung und Auswertung der Daten in den kommenden Monaten in ein Simulationsprogramm münden. Dabei legt der Maschinenbauer Wert auf Datenschutz: Die Daten blieben auf der Maschinensteuerung, die Presskraft werde in einer Blackbox in der Maschine gespeichert und im Beisein des Kunden ausgelesen, wenn eine Reparatur anstehe.

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 Stéphane Itasse

Stéphane Itasse

, MM MaschinenMarkt