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IDproBlech

Laufzeit:09/2006 - 08/2008
Förderung:BMBF
Kontakt:ludger.overmeyerita.uni-hannover.de

Bild IDproBlech

Die Prozesskette in der Blechverarbeitung, die in idealisierter Form aus dem Werkzeugbau, dem Presswerk und dem Kunden (Endabnehmer des Blecherzeugnisses) besteht, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugbau einer starken internationalen Konkurrenz ausgesetzt ist, die auf dem deutschen Markt zu Überkapazitäten geführt hat. Da es in diesem Bereich keine Teleservices (z. B. Fernwartung, Ferndiagnose, Ferninbetriebnahme) wie beispielsweise bei Werkzeugmaschinen gibt, ist eine Ausweitung des Geschäftsgebietes der Werkzeugbau-Unternehmen auf Dienstleistungen, wie z. B. „pay-on-production“, derzeit kaum möglich. Die Basis hierfür ist eine seriöse Einschätzung der Produktionssituation, die nur durch eine durchgängige, weitestgehend automatisierte, manipulationsfreie und zuverlässige Erfassung, Verarbeitung und Haltung von Daten bezüglich Presse und Werkzeug und deren Einsatz gewährleistet werden kann. Die derzeit in der Branche noch weit verbreitete papierbasierte Datenerfassung und -haltung wird dieser Anforderung nicht gerecht. Für die Realisierung von neuen Geschäftsmodellen ist daher die zuverlässige Kontrolle der Produktionssituation mit Hilfe eines technischen Überwachungssystems erforderlich.

 

Das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung, Implementierung und Steuerung innovativer Leistungskombinationen aus physischen Produkten und produktionsnahen Dienstleistungen in Industrieunternehmen. Die Anwendbarkeit dieser Leistungskombinationen wird mit Hilfe zu entwickelnder moderner Technologien prototypisch in der Prozesskette Blechverarbeitung implementiert und mit betriebswirtschaftlichen Methoden analysiert und bewertet.

 

Das ITA unterstützt die Entwicklung der beiden „Technologischen Enabler“, nämlich des elektronischen Werkzeugbuchs und der drahtlosen Echtzeit-Prozessüberwachung. Das zu entwickelnde elektronische Werkzeugbuch basiert auf einem Transponder mit einer angeschlossenen leistungsarmen Sensorik inkl. einer batteriebasierten Energiequelle. Die Sensorik dient dazu, die Anzahl Hübe zu erkennen, um eine Vertragskontrolle zu ermöglichen. Der Sensor darf nur wenig Energie verbrauchen, um das elektronische Werkzeugbuch über die gesamte Einsatzdauer des Werkzeugs betreiben zu können, muss das Ereignis „Pressvorgang“ aber sicher identifizieren. Die Daten sollen im Speicher eines im Werkzeugbuch integrierten, kontaktlos arbeitenden Transponders abgelegt werden und möglichst passiv mittels eines einfachen Schreib-/Lesegerätes ausgelesen werden können. Der Datenspeicher des Transponders ermöglicht es darüber hinaus, weitere statische Daten (z. B. Werkzeughersteller) sowie dynamische Daten (z. B. Instandhaltungsinformationen) am Werkzeug zu speichern. Durch das elektronische Werkzeugbuch wird das gekennzeichnete Werkzeug zudem jederzeit eindeutig identifizierbar.

Mit Hilfe der drahtlosen Echtzeit-Prozessüberwachung sollen umfassendere Prozessdaten im Werkzeug (z. B. Hubzahl pro Minute, Einbauzeit des Werkzeuges, Stößeldruck) erfasst und in Echtzeit drahtlos aus dem Werkzeug heraus an die Presse übertragen werden. Die Handhabung der Werkzeuge wird aufgrund der benötigten Kabelverbindungen mit steigender Sensoranzahl zunehmend problematisch. Dadurch kann diese Messtechnik in der Praxis häufig nicht betriebssicher eingesetzt werden. Forschungsbedarf besteht im Bereich der kabellosen Signalübertragung aus dem Werkzeug bzw. Werkzeugraum und bei der Minimierung der Anzahl der Sensoren durch neue Signalauswertestrategien. Die besondere Herausforderung besteht darin, die hohe Informationsdichte der Pressensensorik unter Echtzeitbedingungen zu übertragen. Es ist insbesondere zu untersuchen, welche Übertragungsprotokolle eingesetzt werden können, um den hohen Anforderungen hinsichtlich der Prozesssicherheit gerecht zu werden.

Publikationen

Denkena, B.; Harms, A.; Jacobsen, J.; Möhring, H.-C.; Jungk, A.; Noske, H. (2006): Lebenszyklus-orientierte Werkzeugmaschinenentwicklung, wt Werkstatt online Vol. 96, Nr. 7/8, S. 441-446. Düsseldorf: Springer-VDI-Verlag, 2006.

Heiserich, G. (2008): Sensorkonzepte für Maschinen-Leasing, sensor report, Nr. 6, S. 8-11, 2008.

Heiserich, G.; Jungk, A.; Overmeyer, L. (2009): Tool Monitoring and Electronic Event Logging for Sheet Metal Forming Processes, Proceedings of the 13th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics Vol. 2, S. 7-10, 2009.

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