smartNOTCH: Das eingebettete Umformmesssystem

Maschinenstillstandszeit verursacht immense Kosten. Mit robusten Sensoren in den T-Nuten der Pressen lassen sich diese Stillstandszeiten minimieren.

Agilität und Effizienz beim Einsatz von Betriebsmittel sind eine Voraussetzung für erfolgreich produzierende Unternehmen der Umformtechnik. Dabei spielen die Faktoren Zeit, Kosten, Qualität und Flexibilität eine wesentliche Rolle. Die detaillierte Prozess- und Anlagenkenntnis in allen Betriebszuständen ist hierfür ein entscheidender Faktor und hat zahlreiche positive Effekte. Es entsteht nicht nur weniger Ausschuss, auch die Maschinenstillstandszeiten sinken und die Fehlerursachenanalyse geht schneller. Mit den Informationen ist es möglich, den Werkzeugeinarbeitungsprozess und Produktanläufe stärker wissensbasiert und somit effizienter zu gestalten.

Am Fraunhofer IWU wird für die Überwachung von Maschine und Prozess ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt. Im Fokus steht die umfassende Informationsermittlung unter Nutzung möglichst weniger robuster Sensoren, die einfach nachzurüsten sind. Durch dezentrale Sensoren wie dem smartNOTCH werden Prozessgrößen erfasst und mittels intelligentem Auswertungsalgorithmus für eine Prozess- und Qualitätsüberwachung während des Umformvorganges verwendet. Ohne den Umformprozess oder die Maschineneigenschaften zu beeinträchtigen, können die Werkzeugspannstellen von Pressen zu wertvollen Datenquellen für eine kognitive Produktion werden.

Kleiner Sensor – großes Potential!

Das Messkonzept von smartNOTCH ist verblüffend einfach. Die kleinen Sensoren können mit einem Handgriff direkt in die T-Nuten installiert werden und sind für unterschiedliche Nutgrößen verfügbar. Somit wird es möglich, an mehreren Stellen im Pressentisch oder -stößel auch direkt unter dem Umformwerkzeug Informationen zu sammeln. Inline und robust.

Die Basis bildet die Ermittlung von kleinsten Deformationen von Pressentisch und -stößel während des Umformvorganges. Hierfür sind die Sensoren mit mehreren, besonders sensiblen Messsystemen ausgestattet, die – wenn es notwendig ist – hoch dynamisch und präzise elastische Verformungen erfassen. Um den Einrichtaufwand gering zu halten und gleichzeitig die Robustheit des Systems zu maximieren, kommunizieren die Sensoren über ein Gateway von der Tisch- oder Stößelseite via Funk mit der Auswerteeinheit. Durch das kompakte und speziell an die Anwendung angepasste Design der Sensoren werden, anders als bei herkömmlichen Systemen, die Presseneigenschaften nicht beeinflusst. So kann bspw. der Werkzeugeinbauraum der Maschine weiter vollumfänglich genutzt werden.

Trendanalysen helfen, Fehler schneller zu erkennen – und zu handeln

Die an mehreren Stellen auflaufenden Informationen können einzeln oder korreliert analysiert und mit anderen Datenquellen verbunden werden. Trendanalysen sind während des Produktionsprozesses möglich und Prozessunregelmäßigkeiten, die zu Änderungen in den Prozesskräften oder deren Verteilung führen, können sicher detektiert werden. Eine schnelle Reaktion im Bedarfsfall ist dadurch möglich – wenn gewünscht direkt von Hub zu Hub.

smartNOTCH ermöglicht wissensbasierte Werkzeugentstehung

Bei der Werkzeugentstehung wird ein enormer Aufwand zur Einarbeit der Umformwerkzeuge betrieben. Dabei wird das Umformwerkzeug den elastischen Eigenschaften der Presse angepasst, um eine optimale Qualität zu liefern. smartNOTCH kann während der Einarbeit Informationen zur elastischen Pressendurchbiegung bereitstellen. Diese Informationen können genutzt werden, um den Einarbeitsaufwand zu reduzieren und den Abnahmeprozess bei Auslieferung der Umformwerkzeuge zu objektivieren.

Alles ist individuell – so auch smartNOTCH

Nur wenn Prozess, Werkzeug und Maschine ideal aufeinander abgestimmt sind, kann kontinuierlich hohe Qualität produziert werden. Diese Individualität ist die Stärke erfolgreich agierender Unternehmen der Umformtechnik. Um auch die Inline-Überwachung optimal abzustimmen, haben die Forschenden am Fraunhofer IWU eine Kalibrierroutine entwickelt. Mit dieser kann der smartNOTCH auf die Presseneigenschaften angepasst werden.

Das von Fraunhofer IWU innerhalb des Clusters of Excellence Cognitive Internet Technologies (CCIT) entwickelte System befindet sich derzeit in der Phase der industriellen Erprobung und Validierung für unterschiedliche Einsatzszenarien.

Ob smartNOTCH für Ihre Anwendung geeignet ist, kann effizient getestet werden. Mittels eines Evaluation-Kits können produktionsbegleitend für einen kurzen Zeitbereich oder während eines gesamten Abrufes Informationen gesammelt und ausgewertet werden. Liefert smartNOTCH den erhofften Benefit, verbleiben die Sensoren einfach in der Presse.