Werkzeugspanner sind die mechanische Schnittstelle zwischen Umformmaschine und Werkzeug. Forschende am Fraunhofer IWU haben nun Werkzeugspanner vorgestellt, in die ein smartes Sensormodul integriert ist, das kleinste elastische Deformationen am Pressenstößel während des Umformvorgangs erfasst. Die Forschenden betonen, dass sich das Modul auch an vorhandenen Werkzeugspannsystemen nachrüsten lässt. Wie weiter mitgeteilt wird arbeitet die Software nach einmaliger Installation völlig autark: Sie muss weder parametriert werden, noch stellt sie besondere Qualifizierungsanforderungen an das Bedienpersonal. Auch der Aufwand für die Nachrüstung der Spanntechnik mit Sensoren wird als gering beschrieben. Das System arbeitet direkt an der Wirkstelle und erfasst wichtige Prozessdaten inline. Die jüngste Evolutionsstufe der Software überwacht weiterhin den Werkzeugspanner, legt nun jedoch den Fokus auf die Analyse des Umformprozesses.
Mit Anomalie-Detektion Fehler beheben
Sensordaten – etwa zum Presskraftverlauf oder zur Verteilung der Prozesskräfte – können produktionsbegleitend ausgewertet werden. Sollten Abweichungen auftreten, bilden diese die Grundlage für eine gezielte Ursachenanalyse. Die an mehreren Stellen erfassten Daten sind einzeln oder korreliert auswertbar. Weiter erklären die Forschenden, dass eine Hüllkurvenüberwachung, bei der eine obere und untere Toleranzgrenze (die ‚Hülle‘) automatisch gesetzt wird, während der Produktion zuverlässig Prozessunregelmäßigkeiten erkennt. So sei eine schnelle Reaktion möglich, bei Bedarf von Hub zu Hub. Zudem wird erläutert, dass die Software ein ‚Gedächtnis‘ für Fehlertypen entwickelt, erkannte Abweichungen gegenüber dem Soll in einem Log-Buch ablegt und einen erkannten Fehler mit früher aufgetretenen Ereignissen vergleicht. Die ausgewerteten Daten und Informationen können gezielt übergeordneten Systemen wie Datenbanken und Anlagensteuerungen zur Verfügung gestellt werden.
Die Anomalie-Erkennung identifiziert außerdem gezielt Fehler in Werkzeugen. Sie basiert auf einer automatischen Erkennung des Arbeitszyklus und liefert so die Grundlage für eine werkzeugspezifische Ursachenanalyse. Spezialwissen für die Anwendung der Analyse-Algorithmen ist laut Pressemitteilung nicht erforderlich.
Herstellerunabhängiges Retrofitting, Quick-Check und Evaluation
Projektleiter Mohaned Alaluss betont: „Die sensorierte Spanntechnik lässt sich unabhängig vom Steuerungskonzept in Pressen integrieren. Ob sich eine Maschine für die Nachrüstung eignet und ob die Lösung zur geplanten Überwachungsaufgabe passt, lässt sich mit wenig Aufwand prüfen.“ Ein Beispiel: Seit März sind die intelligenten Spanner und die am Fraunhofer IWU entwickelte Software als Hightech-Nachrüstlösung bei Magna Body & Chassis Germany unter den rauen Produktionsbedingungen des Presshärtens im Einsatz.
