Sensor- und Messkettenqualifizierung für die Überwachung schnelllaufender Blechumformprozesse

Umsetzungsprojekt mit der Hottinger Bruel & Kjaer GmbH

Im Jahr 2019 fusionierte die Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH mit der Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S, um die gemeinsamen Kompetenzen im Bereich Test & Measurement zu bündeln.

Seit September 2020 wird das gemeinsame Portfolio unter dem Dach der Hottinger Bruel & Kjaer GmbH in Deutschland erfolgreich am Markt angeboten. Dies umschließt und vereint die physische Welt der Sensoren, Tests und Messungen mit der digitalen Welt der Simulation, Modellierungssoftware und Analyse.

Dieses Leistungsspektrum nimmt gerade in Bezug auf die Digitalisierung für kleine und mittelständige Unternehmen (KMU) im Bereich der Umformtechnik einen hohen Stellenwert ein. Die Prozesse in KMU vereinen eine hohe Produktivität mit einer starken Komplexität. Sie weisen eine Vielzahl an Stell- und Störgrößen auf. Um diese Parameter für die Anlagenbetreiber handelbar zu machen bedarf es einer sensorischen Prozessüberwachung.

Der sensorische Überwachungsansatz scheitert jedoch oftmals bereits an den aktuellen strukturellen Gegebenheiten in KMU, die meist auf einen historisch gewachsenen Maschinenpark zurückgreifen. Ziel muss es daher sein, alte Maschinenparks und Werkzeuge durch die Nachrüstung von qualifizierter Sensorik fit für die Industrie 4.0 zu machen.

In Online-Seminaren des Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Darmstadt stellte sich dieser Schritt, hin zur Datenerfassung, für viele KMU als besondere Hürde dar. Als Grund hierfür konnten in Fachgesprächen mangelnde Markttransparenz sowie fehlende Handlungsempfehlungen im Bereich der Sensorauswahl sowie -integration identifiziert werden.

Hier wird das Umsetzungsprojekt in Kooperation mit der Hottinger Brüel & Kjaer GmbH Abhilfe schaffen. In einem am Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) entwickelten Demonstrator wird in Versuchsreihen auf einer Schnellläuferpresse zunächst der dynamische Einfluss von verschiedenen Messprinzipien und der sensorischen Positionierung bei Kraftmessungen ermittelt.

Zur Auswahl steht hierfür die piezoelektrische sowie die dehnmessstreifen-basierte Kraftmessung. Im nächsten Schritt wird der Einfluss unterschiedlicher Messketten bei identischer Sensorik untersucht. Weiterhin werden Einflüsse auf die Messergebnisse durch Variationen im Bereich der Abtastfrequenzen sowie der Kalibrierung untersucht.

Ziel dieses Umsetzungsprojektes ist es anhand der Untersuchungen, erste Handlungsempfehlungen für die Auswahl, Integration und Inbetriebnahme von kraftmessender Sensorik für hoch dynamische Produktionsprozesse für KMU zu erzielen und bereitzustellen.