Selbst-adaptierender Produktionsprozess II

Umsetzungsprojekt mit der boeck GmbH

Die boeck GmbH in Leipheim entwickelt maßgeschneiderte Werkzeuglösungen im Bereich der Blechentgratung: Entgratteller und -walzen nach Kundenwunsch werden hochautomatisiert und in kürzester Zeit hergestellt. Zur Beherrschung einer Reihe unterschiedlicher Entgrataufgaben in verschiedenen Branchen müssen jeweils optimale Schleifmittel eingesetzt und Prozessparameter optimal eingestellt werden. Für die boeck GmbH bedeutet dies, dass allein im Bereich Entgratteller von einer einzigen Tellervariante bis zu 100 Konfigurationen angeboten werden. 

Im ersten Teil des Umsetzungsprojekts zur autonomen Prozessoptimierung von Entgratprozessen werden zunächst Konzepte zur autonomen Prozessoptimierung entwickelt und die notwendigen Daten zur Auslegung der Bauteile erfasst. Dazu wird ein boeck-Schleifteller vom Typ QUICK125 mit Schnellspannverschluss am Reitstock einer Drehbank befestigt und mit einem Sensor versehen. Durch die Befestigung am Reitstock kann auf eine kabelgebundene Datenerfassung und – im zweiten Teil des Umsetzungsprojekts – Versorgung der Aktorik zurückgegriffen werden.

Zur Auslegung des Verfahrens zur autonomen Prozessoptimierung wurden Messreihen an einem exemplarischen Werkstück durchgeführt. Hierbei konnte festgestellt werden, dass die mittleren Amplituden mit der Standzeit ansteigen, während einzelne drehzahlkorrelierte Ausschläge abnehmen. Das ist darauf zurückzuführen, dass das Schleifwerkzeug im Laufe der Zeit weicher wird. Dadurch kann sich der Teller insgesamt stärker bewegen, während die Interaktion mit dem Werkstück abnimmt.

Für die weitere Auslegung konnte ermittelt werden, dass ein Dynamikbereich von 50 dB abgedeckt werden sollte, um sowohl Mittelwert als auch Spitzenwerte zu erfassen. Der Frequenzbereich bis 100 Hz zeigt bereits eine interpretierbare Änderung des Spektrums über der Standzeit bzw. dem Verschleiß.

Basierend darauf wird im nächsten Schritt ein aktives System aufgebaut, das autonom die Zustellung korrigieren kann, wenn die Sensordaten nicht mit dem erwarteten Verhalten übereinstimmen.

Abbildung : Ohne autonome Prozessoptimierung kann eine Veränderung der extrahierten Merkmale mit zunehmender Standzeit beobachtet werden. Im zweiten Teil des Umsetzungsprojekts erfolgt die Umsetzung der autonomen Prozessoptimierung.