Selbstkorrigierende Fertigungsprozesse (itsowl-SelfXPro)

Problemstellung
Aufgrund von steigenden Kundenansprüchen müssen Produkte und Produktionssysteme immer mehr Funktionen integrieren. Dadurch ergeben sich hohe Anforderungen an die einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel. Dies stellt die Hersteller vor große Herausforderungen. Zum einen müssen sie eine hohe Qualität und Genauigkeit der oft sehr kleinen Teile gewährleisten, die in hohen Stückzahlen produziert werden. Zum anderen müssen sie die Produktionskosten niedrig halten, damit sie gegenüber Konkurrenten aus Europa und Asien wettbewerbsfähig bleiben. In Umformverfahren, wie dem Stanz-Biegen von elektrischer Verbindungstechnik oder dem Walzprofilieren von Führungsschienen für Möbel, ergibt sich ein hohes Optimierungspotenzial, um die Genauigkeit der Teile wirtschaftlich zu gewährleisten und den Ausschuss zu minimieren. Dies kann erreicht werden, indem die Maschinen Abweichungen im Prozess und in den Werkstoffen eigenständig erkennen und sich selbst korrigieren.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-SelfXPro ist die Implementierung von Technologien der Selbstoptimierung in Umformprozesse, wie das Stanz-Biegen und das Walzprofilieren, indem Methoden und Hardware-Komponenten entwickelt werden. Die Schwerpunkte liegen auf der Prozesssicherheit, der Automatisierung des Einrichtens und Rüstens sowie der Produktivität der Maschinen.

Vorgehensweise
Es wird in bisher rein mechanisch gesteuerte Werkzeuge und Maschinen Messtechnik integriert, die Schwankungen in der Fertigung erfasst. Eine intelligente Steuerung mit Algorithmen zur Selbstkorrektur sorgt für eine kontinuierliche Einhaltung der Produktanforderungen. Dabei wird auf Leistungen der Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“, „Intelligente Vernetzung“ und „Systems Engineering“ zurückgegriffen. Die Projektergebnisse werden in seriennahe Prototypen implementiert, um die Funktionalität nachzuweisen. Darüber hinaus wird eine Entwurfssystematik entwickelt, um das Modell auf andere Fertigungsprozesse zu übertragen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch den Innovationssprung von mechanischen zu selbstkorrigierenden Umformprozessen werden die Produktivität und damit die Ressourceneffizienz des Stanz-Biegens und des Walzprofilierens deutlich gesteigert. Es wird eine Verlässlichkeit und Prozesssicherheit erreicht, die die Qualität der Massenprodukte dauerhaft garantiert. Einrichte- und Rüstzeiten sollen um 20 v. H. reduziert werden, der Ausschuss wird verringert. Die beispielhafte Entwurfssystematik kann auf weitere Fertigungsprozesse im verarbeitenden Gewerbe übertragen werden. Sie wird durch Engineering- und Consultingunternehmen über den Cluster hinaus in die Breite getragen. Mit dem Projekt wird ein wichtiger Beitrag geleistet, dass Produktion am Standort Deutschland wettbewerbsfähig bleibt.

• Hettich Holding GmbH & Co. oHG
• Universität Bielefeld
• Universität Paderborn
• Weidmüller Interface GmbH & Co. KG