Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUZielbranchen
Werkzeugmaschinenbau, Metallerzeugung und -bearbeitung, Maschinenbau
Problemstellung
Im Kontext aufstrebender Wettbewerber aus Schwellenländern und sich verändernder Absatzmärkte sind im industriellen Umfeld Strategien zur multivalenten Datennutzung und -vernetzung von Maschinen und Anlagen, welche auch unter dem Begriff »Industrie 4.0« bekannt sind, mit großen Hoffnungen verbunden. Ansätze, welche eine Nutzung unterschiedlichster Daten ohne tieferes Verständnis der entsprechenden Maschine anstreben, sind als nicht zielführend anzusehen. Jedwede Datennutzung mit konkreter Zielstellung, wie beispielsweise die Korrektur beschleunigungsinduzierter Verlagerungen ist ohne ein Verständnis des komplexen Systems Maschine nicht zielführend.
Lösung
Die zentrale Herausforderung besteht zunächst darin, das reale Verhalten der Maschine hinreichend genau messtechnisch oder modellbasiert zu beschreiben. Im Anschluss muss das ermittelte Modell so aufbereitet werden, dass die Ergebnisse intuitiv erfassbar visualisiert werden können.
Folgendes Vorgehen ist geeignet, diese Schwierigkeiten zu überwinden:
- Erstellung eines virtuellen Abbilds der Maschine für eine spezifische Zielstellung
- Überführung in ein echtzeitfähiges Minimalmodell, welches für eine prozessparallele Ausführung geeignet ist
- Anschließende Visualisierung und Informationsverteilung
Im Ergebnis steht dem Nutzer eine völlige Transparenz des aktuellen Maschinenverhaltens zur Verfügung, er erkennt Verlagerungen im Kontext der aktuellen Bearbeitung oder der Programmierung spezifischer NC-Programme. Die Wirkung bisher undefinierte Einstellungen der Maschinen- und Steuerungsparameter, welche bisher lediglich durch Vermessen von Werkstücken oder »weichen« Faktoren wie der visuellen Qualitätskontrolle der Oberfläche teilweise nachvollziehbar waren, werden so unmittelbar nachvollziehbar.
Darüber hinaus ist das Verständnis dieses Verhaltens unabdingbar für nachfolgende Industrie 4.0 Strategien der Korrektur und Kompensation von Verlagerungen mit dem Ziel der Erhöhung der Produktivität und/oder der Bauteilqualität.
