Digital transparente Prozessketten durch hochauflösende Sensorik und Modellierung
Kernthesen
- Die digitale Abbildung von Prozessketten bildet die Grundlage für die Verbesserung der Produktqualität und Effizienz des Fertigungsprozesses.
- Digitalisierte Prozessketten erfordern prozessintegrierte, zerstörungsfreie Sensorik.
- Die LinkedFactory-Datenarchitektur bietet eine hochflexible Lösung zur Verwaltung von produkt-, prozess- und maschinenbezogenen Produktionsdaten.
Zusammenfassung
Die Überwachung von Umformprozessen ist unerlässlich, um die Produktqualität und Effizienz zu gewährleisten. Am Beispiel des Scherschneid-Kragenziehens wurde eine digitalisierte Prozesskette exemplarisch aufgebaut. In diesem Beitrag wird die eingesetzte Sensorik und Aktorik entlang der Prozesskette vorgestellt und ausgewählte, innovative Teilsysteme vertiefend diskutiert. Im Fokus steht eine prozessintegrierte, zerstörungsfreie Erfassung der Schnittflächen unter Nutzung eines Laser-Profilometers. Weiterhin wird ein neuartiger Kraftsensor vorgestellt, der in der Lage ist, Kräfte beim Stanzen und Kragenziehen mehrdimensional zu erfassen.
Bei diesem Sensor kommen drei piezoelektrische Dehnungssensoren auf Basis der PZT-Dickschichttechnologie zum Einsatz, die in einem Winkel von 120° zu einem multidimensionalen Kraftsensor angeordnet sind. Der entwickelte Sensor wurde erfolgreich in ersten Funktionstests bezüglich der lokalen Erkennung von minimalen Prozessanomalien, z. B. der Position von Rissen und Einschnürungen während des Kragenziehens, erprobt.
Die Gesamtheit der erfassten Daten werden unter Anwendung des LinkedFactory-Konzepts in einem Wissensgraph-basierten Prozessmodell mit Produktbezug als Grundlage für einen digitalen Zwilling der Prozesskette zusammengeführt.
Darstellung des Nutzens für KMU
- Verbesserung der Produktqualität mit Hilfe durchgehender Prozessüberwachung
- neuartige, prozessintegrierte und zerstörungsfreie Sensorik
- digitale Abbildung von Prozessen und Prozessketten sowie entsprechendes Datenmanagement
Referent: Prof. Dr.-Ing. Martin Dix, Institutsleiter - Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
