Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »DigitalCMM«
Industrie 4.0: Digitalisierte Bauteilprüfung für die 5-Achs-Fräsbearbeitung
Nach der Fertigung müssen Bauteile oft aufwändig geprüft werden. Je nach Komplexität des Bauteils kann dies bis zu 50 Prozent der Fertigungszeit beanspruchen und mitunter kostspielige Prüfmaschinen und Messinstrumente erfordern. Eine auf Prozessdaten basierende Bauteilprüfung unmittelbar nach der Fertigung würde Zeit und Kosten sparen. Die Digitalisierung bietet die Möglichkeit, immer mehr bauteilbezogene Daten während des Fertigungsprozesses zu erfassen. Die Potenziale einer digitalen Bauteilprüfung zur Reduktion der Prüfaufwände werden jedoch noch nicht genutzt, da die dazu notwendigen Datenverarbeitungsapplikationen nicht existieren.
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen entwickelt im Forschungsprojekt »DigitalCMM – Digital Coordinate Measurement Machine« ein digitales Koordinatenmessgerät mitsamt Analysesoftware, mit dem sich unmittelbar nach der Fertigung ohne großen Aufwand die Qualität des Bauteils bestimmen lässt. Das Messgerät bezieht eine Vielzahl von Daten direkt aus der Werkzeugmaschinensteuerung und zusätzlich angebrachten Sensoren. Auf der Basis dieser Daten, so das Projektziel, sollen sich künftig präzise Aussagen über die Bauteilgeometrie und Oberflächengüte treffen lassen. Die verschiedenen Quellen sammeln dafür Informationen über Prozesszustände, beispielsweise Vibrationen und Kräfte am Bauteil. Diese Daten werden dann in der Analysesoftware so weiterverarbeitet, dass sie gezielt zur Qualitätsbewertung genutzt werden können.
Darstellung der auf Basis von Maschinendaten berechneten Maßabweichungen einer Verdichterschaufel
Für die Datenverarbeitung verbindet das Fraunhofer IPT im Projekt »DigitalCMM« spezielle Algorithmen aus dem Bereich der Zerspantechnologie mit neuen Methoden des maschinellen Lernens. Die Messergebnisse werden aufbereitet und für den Maschinenbediener und den Qualitätsprüfer über Smart Devices, etwa sogenannte Smart Glasses, visualisiert. Kabellose Datenverbindungen mit kurzen Latenzzeiten und hohen Datenraten, wie sie der Einsatz von 5G-Technologie in der Werkzeugmaschine ermöglicht, tragen dazu bei, die Detailtiefe und Geschwindigkeit weiter zu verbessern.
Partner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- BCT Steuerungs- und DV-Systeme GmbH, Dortmund
- CAMAIX GmbH, Aachen
- Point 8 GmbH, Dortmund
- oculavis GmbH, Aachen
Projektförderer
Das Forschungsprojekt »DigitalCMM – Digital Coordinate Measurement Machine« wird durch Mittel der Europäischen Union im Programm »EFRE.NRW, Produktion.NRW« gefördert.