Forschungsprojekt

Zielbranche

Maschinenbau, Metallerzeugung und -bearbeitung

Problemstellung

Die Kraftverteilung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der Werkzeuggeometrie, den Nachgiebigkeiten im System Maschine/Werkzeug und der Ansteuerung der Antriebe, insbesondere bei mehrachsigen Maschinen wie z. B. Servospindelpressen. Messsysteme zur Erfassung der Kraftverteilung sollten einfach zu handhaben und flexibel einsetzbar sein. Infolgedessen werden besondere Anforderungen an ihren Aufbau gestellt.

Lösung

Am Fraunhofer IWU wurde hierzu ein werkzeugunabhängiges Konzept entwickelt, das eine Anordnung zwischen dem Werkzeug und dem Maschinenstößel, alternativ dem Pressentisch, vorsieht. Das System ist aus einer Vielzahl von Einzelmodulen aufgebaut, die miteinander mechanisch, elektrisch und informationstechnisch verknüpft sind. Jedes Einzelmodul vereint sowohl das eigentliche sensitive Element als auch eine Elektronik für die Datenaufbereitung. Das modulare Konzept dieses Messsystems garantiert ein hohes Maß an Flexibilität, da auf diese Weise beliebige Flächengrößen abgedeckt werden können. Gleichzeitig sind verschiedene Anordnungsgeometrien der einzelnen Module denkbar. Über einen Kommunikationsbus erfolgt der Datenaustausch, sodass die Weitergabe der gemessenen Kraftverteilung an die Pressensteuerung über ein einziges Mastermodul realisiert werden kann. Dieses ist darüber hinaus in der Lage, die relative Position aller Modulesowie die Anordnungsstruktur selbstständig zu erkennen. Damit wird der Konfigurationsaufwand für den Pressenbediener minimiert. Über ein drahtloses Netzwerk kann die Kraftverteilung auch auf einem Tablet in Form einer Heatmap dargestellt werden.

Das Konzept wurde im Vorfeld eines Verbundprojekts mit sächsischen Industriepartnern als Demonstrator bereits umgesetzt. Das Verbundprojekt fokussiert die Entwicklung einer industrietauglichen Struktur. Schwerpunkte sind neben der Pressenanbindung und der Optimierung der mechanischen Eigenschaften auch die Entwicklung und Integration geeigneter Sensorprinzipien, welche die notwendige Sensitivität und Stabilität garantieren.