Digital transparente Prozessketten durch hochauflösende Sensorik und Modellierung

Die Überwachung von Umformprozessen ist unerlässlich, um die Produktqualität und Effizienz zu gewährleisten. Am Beispiel des Scherschneid-Kragenziehens wurde eine digitalisierte Prozesskette exemplarisch aufgebaut. In diesem Beitrag wird die eingesetzte Sensorik und Aktorik entlang der Prozesskette vorgestellt und ausgewählte, innovative Teilsysteme vertiefend diskutiert. Im Fokus steht eine prozessintegrierte, zerstörungsfreie Erfassung der Schnittflächen unter Nutzung eines Laser-Profilometers. Weiterhin wird ein neuartiger Kraftsensor vorgestellt, der in der Lage ist, Kräfte beim Stanzen und Kragenziehen mehrdimensional zu erfassen.
Bei diesem Sensor kommen drei piezoelektrische Dehnungssensoren auf Basis der PZT-Dickschichttechnologie zum Einsatz, die in einem Winkel von 120° zu einem multidimensionalen Kraftsensor angeordnet sind. Der entwickelte Sensor wurde erfolgreich in ersten Funktionstests bezüglich der lokalen Erkennung von minimalen Prozessanomalien, z. B. der Position von Rissen und Einschnürungen während des Kragenziehens, erprobt.
Die Gesamtheit der erfassten Daten werden unter Anwendung des LinkedFactory-Konzepts in einem Wissensgraph-basierten Prozessmodell mit Produktbezug als Grundlage für einen digitalen Zwilling der Prozesskette zusammengeführt.