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Euroblech 2018

Fraunhofer-IWU zeigt Umformen 4.0 und Automobilproduktion mit Stückzahl 1

| Autor/ Redakteur: Stéphane Itasse / Stéphane Itasse

Wie die Digitalisierung in der Blechumformung ganzheitlich gelingt, zeigt das Fraunhofer-IWU auf der mit dem Produktionssystem Umformen 4.0 auf der Euroblech vom 23. bis 26. Oktober 2018 in Hannover.

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Mit dem Konzeptfahrzeug „Silberhummel“ zeigt das Fraunhofer-IWU, dass die industrielle Automobilfertigung in Stückzahl eins wirtschaftlich möglich ist.
Mit dem Konzeptfahrzeug „Silberhummel“ zeigt das Fraunhofer-IWU, dass die industrielle Automobilfertigung in Stückzahl eins wirtschaftlich möglich ist.
( Bild: Fraunhofer-IWU )

Zu sehen ist die industrielle Zukunft in Form einer funktionsfähigen Miniaturpresse und ihrem digitalen Zwilling. „Damit beweisen wir, dass unser vor zwei Jahren rein virtuell präsentiertes Forschungsprojekt Presswerk 4.0 Realität geworden ist“, sagt Prof. Matthias Putz, Institutsleiter am Fraunhofer-IWU. Der 2 m hohe und 1,5 t schwere Pressendemonstrator arbeitet mit einer Presskraft von 15 t und soll vor allem zeigen, welcher Mehrwert durch die digitale Aufrüstung der Maschine erreicht wird. Diese umfasst die Überwachung von Prozess und Maschine, Werkzeug und Werkstoff sowie eine abschließende optische Bauteilprüfung.

Intelligente Auswertung von Sensordaten

Mittels Kraft- und Wegsensoren, einem Werkstofftester sowie einer optischen Bauteilprüfung überwacht die Maschine sich selbst und ihre Produkte. Noch bevor das sternförmige Versuchsbauteil tiefgezogen beziehungsweise beschnitten wird, prüft ein Inline-Materialtest das Halbzeug. Dabei drückt eine Metallkugel mit einer definierten Kraft eine Beule in das Blech. Anhand der Eindringtiefe der Kugel und eventuellen Rissen kann auf die Qualität des Materials geschlossen werden. Dadurch ist es möglich, werkstoffbedingte Fehler zu identifizieren und gegenzusteuern: „Künftig wollen wir die Prozessparameter so beeinflussen, dass sich Gutteile auch aus Material herstellen lassen, das sonst zu Ausschuss geführt hätte“, erläutert Putz.

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Prozess und Maschine werden beim Umformen 4.0 unter anderem durch Dehnungssensoren überwacht. Angebracht im Pressengestell, im Pressentisch sowie im Werkzeug erfassen sie Kräfte und Verformungsraten. Diese Daten werden in das softwarebasierte Analysemodul Smart Stamp eingespeist, das einen virtuellen Zwilling der Maschine darstellt. Hier werden die Daten fusioniert und analysiert. Arbeitet die Presse im Normbereich? Oder ist der Stößel verkippt, was dazu führen würde, dass das Werkstück nicht optimal umgeformt wird oder das Werkzeug schneller verschleißt? Während einzelne Sensordaten allein oft nicht aussagekräftig sind, lassen sich solche Fragen durch die Fusionierung der Daten beantworten. Zusätzlich wird der digitale Zwilling genutzt, um die Durchbiegung des Pressentisches zu analysieren. Dazu werden die einzelnen Kraftsensoren in das Modell eingespeist und damit die Durchbiegung der Tischplatte berechnet. Dieses Tool bringt entscheidende Vorteile während des Tryout, indem es die Werkzeugabstimmung verkürzt.

Produktqualität im Blick

Zusätzlich zu den Sensordaten fließen Informationen aus der Bauteilprüfung am Auslaufband der Presse in die Auswertung ein. Dort wird die Geometrie der frisch gefertigten Versuchsbauteile mit dem System Xeidana optisch untersucht. Bei Xeidana handelt es sich um eine Software zur Erkennung von Defekten auf Bauteiloberflächen während oder nach der Produktion. Leitgedanke des Systems ist es, in Echtzeit jedes einzelne Bauteil auf Fehler zu überprüfen und damit eine 100-prozentige Qualitätskontrolle zu ermöglichen. Durch seine modulare Bauweise lässt sich das Prüfsystem in verschiedene Produktionsanlagen integrieren. Als Bestandteil des Messeexponats Umformen 4.0 ermöglicht Xeidana darüber hinaus auch Rückschlüsse auf den Zustand des Produktionssystems.

Um Mitarbeiter mit Informationen über den Zustand des Produktionssystems zu versorgen, kommen unterschiedliche Visualisierungssysteme zum Einsatz. Intuitiv kann dies beispielsweise mittels Augmented Reality oder Virtual Reality erfolgen. So können sich die Messebesucher alle wichtigen Informationen zur Performance des Pressendemonstrators auf einem frei vor der Presse positionierbaren Tablet anzeigen lassen.

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