Wissen kommt ins Umformwerkzeug

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„Von seiner Grundarchitektur her ähnelt das intelligente Werkzeug eher einem modernen IT-System als einem klassischen Automatisierungssystem. Konfigurierbarkeit, Versionierung und Traceability sind fundamentaler Bestandteil. Das erleichtert es uns, nun auch neue Schnittstellen für Industrie 4.0 zu realisieren“, erwartet der Leiter des Audi-Werkzeugbaus. In Kürze werde es zum Beispiel möglich sein, Business-Intelligence-Systeme automatisiert zu bespielen.

Sensoren im Umformwerkzeug bringen deutliche Verbesserungen

Die Resultate bei Audi können sich sehen lassen. Zwar ist laut Spindler ein direkter Vergleich meist nur schwer möglich, weil jedes Werkzeug ein Unikat ist. „Bei einzelnen Projekten, bei denen es sich zum Beispiel um Produktaufwertungen oder direkte Nachfolger handelt, konnten wir sehr gute Ergebnisse aufzeigen, etwa eine absolute Reduktion des Ausschusses um 25 %“, berichtet er. Dieser Fokus auf messbaren Ausschuss ist für ihn aber ein sehr beschränkter Blick auf die Dinge. Ein großes Potenzial stecke auch in der Objektivierung und datengetriebenen Optimierung von Einarbeits- und Anlaufprozessen. Die Sensorik biete eine sehr effiziente Möglichkeit, einen Simulationsabgleich durchzuführen.

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Bei Läpple verfolgt Lintz das Ziel, mit Sensorik einerseits die Prozesssicherheit während der Fertigung zu erhöhen, andererseits eine bessere Wartung an den Werkzeugen zu ermöglichen. „Optimal wäre es, wenn man mit Sensoren rechtzeitig erkennen könnte, wann der Werkzeugverschleiß eintritt, bevor Bauteile versagen oder Schäden an Betriebsmitteln entstehen“, erläutert er. „Außerdem ist die Minimierung von Ausschuss und Nacharbeit ein Ziel – Stichwort Poka Yoke – zur Fehlervermeidung. Schlussendlich müssen die Resultate der Datenauswertung wieder in die Werkzeugauslegung einfließen, um daraus lernen zu können.“

Künftig wäre es für ihn auch denkbar, dass sich im Sinne von Industrie 4.0 ein Umformwerkzeug mit Transpondertechnik selbst zur Fertigung anmeldet, sodass die Fertigungssteuerung und die Disposition nur noch eine Kontrollfunktion haben. „Das ist aber sicherlich noch Zukunftsmusik“, betont Lintz.

Den Einsatz von Sensoren in Umformwerkzeugen will er bei Läpple Automotive im Rahmen von KVP-Prozessen weiter vorantreiben. „Ich denke nicht, dass ein Maximalniveau für den Einsatz von Sensoren erreicht wird. Vielmehr gehe ich davon aus, dass sich immer neue Möglichkeiten ergeben werden“, sagt der technische Leiter. Zwar hänge der Einsatz der Sensorik von der Kosten-Nutzen-Relation und am Ende davon ab, inwieweit der Kunde bereit sei, das unter dem Strich zu bezahlen, aber insgesamt hält Lintz das für eine sehr sinnvolle Sache. „Ich gehe davon aus, dass sich das rechnet, wenn man erkennen kann, was in einem Werkzeug passiert. Das geht nur mit Sensorik und kontinuierlicher Überwachung – bei den heutigen Prozessgeschwindigkeiten in der Umformung kann der Mensch hier sicher nur schwer Schritt halten“, bilanziert er.

Weiterer Trend geht zur Vernetzung der Umformwerkzeuge

„Sensoren allein nehmen Prozessgrößen auf, geben Hinweise auf die aktuelle Prozesssituation und gestatten umfangreiche Analysen und das Aufdecken von Zusammenhängen von Einflussgrößen. Wesentlicher Produktivitätsgewinn ist dann zu erzielen, wenn auf Grundlage dieser Informationen automatisch in den Prozess eingegriffen wird, um die Produktqualität konstant zu halten“, bilanziert Gruß. Dazu könnten entweder Maschinenparameter angepasst oder durch Aktoren sogar Werkzeugeinstellungen wie Biegewinkel verändert werden. „Zu erwarten und anzustreben sind daher geeignete Aktorsysteme, die den Aufbau vollständiger Regelkreise inklusive Stellgliedern gestatten“, sagt der Ingenieur von Phoenix Feinbau.

Für Spindler geht der Trend zur Vernetzung. „Es gibt zahlreiche Potenziale, welche bereits in der Simulation gezeigt, aber in der Praxis mangels Daten noch nicht gehoben werden können. Unser laufendes Condition Monitoring wollen wir ausbauen und so eine optimierte Regelung über die Laufzeit erleichtern“, kündigt er an. Ein Ziel ist es, auch die Engineering-Software besser mit den realen Daten aus der Serie zu verknüpfen. „Diese Verknüpfung von digitalem Zwilling und realem Werkzeug wird es uns ermöglichen, deutlich mehr Wissen aus der Serie für die nächsten Werkzeuggenerationen zurückzuführen“, erwartet der Leiter des Audi-Werkzeugbaus.

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