Prozessinformationen für die Fertigung

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1 Sonderforschungsbereich 653 Leibniz Universität Hannover Prozessinformationen für die Fertigung Garbsen, 15. Januar 2015 Prof. Dr.-Ing. L. Rissing Leibniz Universität Hannover

2 Rückführung von Zustandsinformationen in Planung und Steuerung Leibniz Universität Hannover Seite 2

3 Schlagwörter Industrie 4.0 Leibniz Universität Hannover Seite 3

4 Rückführung von Zustandsinformationen in Planung und Steuerung 1. Fertigungsplanung und steuerung 2. Zustandsüberwachung: Prozess 3. Zustandsüberwachung: Maschine 4. Rückführung von Qualitätsinformationen in die Fertigungsplanung 5. Post-Process Qualitätssicherung Leibniz Universität Hannover Seite 4

5 1. Fertigungsplanung und -steuerung Konventionelle Fertigungsplanung AVG 1: Drehen AVG 2: Fräsen AVG 3: Gravieren Leibniz Universität Hannover Seite 5

6 1. Fertigungsplanung und -steuerung Adaptive Fertigungsplanung AVG 2a: Fräsen AVG 3a: Gravieren v v AVG 1: Drehen AVG 2b: Fräsen AVG 3b: Gravieren Leibniz Universität Hannover Seite 6

7 Überwachungsqualität 2. Zustandsüberwachung: Prozess Nachteile konventioneller Prozessüberwachung Manuelle Parametrierung Parametrierung belegt Maschinenzeit nur in der Serienfertigung rentabel Vernetzung von Planung und Fertigung Anlernen im Prozess Parametrierung prozessparallel Überwachung bei Einzelteilfertigung Fertigungs- Planung Rüsten Fertigungsbeginn Leibniz Universität Hannover Seite 7

8 Anlernfreie Prozessüberwachung für die Einzelteilfertigung Überwachungssystem Fertigungsplanung Fertigung Anlernfreie Prozessüberwachung Abtragssimulation Aktuelle Messung Kombination von Maschinendaten und Abtragsimulation ermöglicht prozessparallele Parametrierung prozessparallele Generierung von Hüllkurven kein Anlernen in Serie notwendig Leibniz Universität Hannover Seite 8

9 3. Zustandsüberwachung: Maschine Maschinen- und Prozesszustände Maschinennetz Firmennetz Maschinen- und Prozesszustände Data Collector Fertigungsplanung und -steuerung Flexible Schnittstelle zur Abfrage verschiedenster Daten Darstellung und Nutzung von Maschinen und Prozesszuständen Zugriff von jedem Endgerät Nutzbar für jeden Anwendungsfall Leibniz Universität Hannover Seite 9

10 3. Zustandsüberwachung: Maschine Leibniz Universität Hannover Seite 10

11 Rückführung in Fertigungsplanung und -steuerung AVG 2a: Fräsen AVG 3a: Gravieren v v AVG 1: Drehen AVG 2b: Fräsen AVG 3b: Gravieren Leibniz Universität Hannover Seite 11

12 Rückführung in Fertigungsplanung und -steuerung Störung AVG 2a: Fräsen AVG 3a: Gravieren v v AVG 1: Drehen AVG 2b: Fräsen AVG 3b: Gravieren Leibniz Universität Hannover Seite 12

13 4. Rückführung von Qualitätsinformationen in die Fertigungsplanung Signalerfassung in der Fertigung Rückführung Anpassung in der Fertigungsplanung In-Process Berechnung der Werkzeugabdrängung Prozesskräfte Post-Process Berechnung der Formabweichung Werkzeugsteifigkeit Selbstlernende Optimierung der Prozessparameter Leibniz Universität Hannover Seite 13

14 5. Post-Process Qualitätssicherung Berechnete Ist-Abdrängung liegt über der Toleranz Leibniz Universität Hannover Seite 14

15 5. Post-Process Qualitätssicherung Erfahrungsdatenbank wird um Prozessdaten erweitert Leibniz Universität Hannover Seite 15

16 5. Post-Process Qualitätssicherung Optimierung der Prozessparameter durch Regressionsmodell und Vertrauensintervall Automatisierte Anpassung des NC Codes NC Code wird an Feinplanung übermittelt Leibniz Universität Hannover Seite 16

17 Enabler: Sensorik in hochsteifen Maschinen Leibniz Universität Hannover Seite 17

18 Enabler: Sensorik in hochsteifen Maschinen 5 mm Sensitivitätssteigerung durch Kerbwirkung Innovative Mikrosensoren Dehnungsmessung im Kerbgrund Leibniz Universität Hannover Seite 18

19 Enabler: Sensorik in hochsteifen Maschinen Sensitivitätssteigerung durch Kerbwirkung Steifigkeit - global Dehnung - lokal Leibniz Universität Hannover Seite 19

20 Enabler: Sensorik in hochsteifen Maschinen (a) (c) (b) (d) Dehnung Temperatur Magnetfeld Substratloser Sensoren Sensorik auf Trägerfolien Spannungskompensierte Schichtsysteme Systementwicklung zur Handhabung und Applikation Sensorcharakterisierung Leibniz Universität Hannover Seite 20

21 Zusammenfassung Nutzen Anlernfreie Überwachung in der Einzelteilfertigung Hohe Verfügbarkeit von Echtzeit-Informationen aus der Fertigung Automatische Umplanung bei Störungen Aufwandsarme Rückführung von Qualitätsinformationen Selbstlernende Optimierung der Prozessparameter Innovative Sensoren erzeugen neue Informationen Leibniz Universität Hannover Seite 21

22 Übersicht der Live Demonstration Stationen Versuchsfeld des IFW Verwertung von Informationen aus der Nutzungsphase Prozessinformationen für die Fertigung / Arbeits- und Prozessplanung Inhärente Sensorik und Kommunikation Prozessinformationen für die Fertigung / Bewertung und Optimierung Eingang Visionäre und alternative Technologien Leibniz Universität Hannover Seite 22

23 Sonderforschungsbereich 653 Leibniz Universität Hannover Prozessinformationen für die Fertigung Garbsen, 15. Januar 2015 Prof. Dr.-Ing. L. Rissing Leibniz Universität Hannover