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Neuartige Sensorsysteme für Großwerkzeugmaschinen in der Industrie 4.0

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Lückenlose Überwachung und automatische Prozessanpassung einer Großwerkzeugmaschine© Fraunhofer IPT)

Motivation

Im Zukunftsprojekt Industrie 4.0 bietet sich heute die Chance, über eine intelligente Steuerung und Vernetzung die Flexibilität, die Energie- und die Ressourceneffizienz von Produktionsprozessen auf eine neue Stufe zu heben. Elektronik und Sensorik, die zu den Stärken gerade auch kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) in Deutschland zählen, spielen dabei eine Schlüsselrolle. Die Integration dieser Schlüsselkomponenten in Produktionsanlagen und Produkte ermöglicht eine dynamische und dezentrale Überwachung und Steuerung von Fertigungsabläufen. Um dieses enorme Potenzial effektiv nutzen zu können, bedarf es jedoch leicht integrierbarer und kostengünstiger Systeme.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt „ready4i“ wird erstmalig ein miniaturisiertes, intelligentes und untereinander kommunizierendes Sensorsystem für Großwerkzeugmaschinen entwickelt. Dieses wird es ermöglichen, Verformungen von Maschinenelementen in Echtzeit zu erkennen und den Produktionsprozess entsprechend zu modifizieren. Genutzt wird hochpräzise Messtechnik, die mit Hilfe von Elektroniksystemen sowie mit zugehöriger Auswerte- und Kommunikationselektronik kombiniert wird. Diese Kombination ermöglicht eine kosten- und zeiteffektivere Nutzung der Werkzeugmaschine sowie eine größere Genauigkeit auf den zu fertigenden Bauteilen, um den steigenden Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit gerecht zu werden. Durch die Verwendung von offenen Schnittstellen wird der Technologietransfer in artverwandte Industrien ermöglicht.

Innovationen und Perspektiven

Das im Vorhaben zu entwickelnde Sensorsystem wird die Kompensation thermisch- und lastbedingter Ausdehnung von Großwerkzeugmaschinen ermöglichen. So kann ein erheblicher Beitrag zur Optimierung, Flexibilisierung und Beschleunigung von automatisierten Fertigungsprozessen geleistet werden. Das System wird dazu beitragen, die Großwerkzeugmaschinenproduktion auf die Stufe von Industrie 4.0 heben. Die einfache und kostengünstige Integrierbarkeit in bestehende Anlagen bietet dabei insbesondere KMU die Mög-lichkeit, ihre Marktposition im Umfeld von Industrie 4.0 deutlich zu verbessern.