Inline-Qualitätssicherung bei Drehmaschinen
| Projekttitel | LaserTurn |
| Förderzeitraum | 2019 - 2021 |
| Fördergeber | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) |
| Projektpartner | Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin |
Beschreibung
Ziel des Projektes LaserTurn war die Entwicklung einer lasergestützten Prozessregelung in der CNC-Drehbearbeitung, die mittels einer hard- und softwareseitigen Plug-and-Play-Lösung die Präzision und Effizienz von Werkzeugmaschinen signifikant steigert.
In Anlehnung an den Profildaten werden die Werkzeuggeometrie, die abgeformte Werkzeugschneide sowie die Bauteilrauheit erfasst und anhand zu entwickelnder Algorithmen mit den Sollvorgaben durch eine adaptive Prozessregelung eingestellt. Dadurch soll eine intelligente und autonome Fertigung ermöglicht werden, welche neben der Bauteilqualität die Prozesssicherheit und Werkzeugstandzeit erhöht.
Forschungsergebnisse
Grundlage für das Projekt war die Integration eines Laserprofilsensors in die Werkzeugmaschine. Durch Entwicklung einer Vorrichtung kann der Sensor am Werkzeugrevolver angebracht werden, unabhängig vom Werkzeugmaschinen- und Sensorhersteller. Die Kommunikation zwischen externer Software und Maschinensoftware erfolgt durch den Einsatz eines OPC UA Servers. Die externe Software kann dadurch aktiv und automatisch den Drehprozess auf Basis von abgeleiteten Adaptionsvorschriften regeln. Eine softwareseitige Kalibrierung ermöglicht den Ausgleich von Störgrößen, wie Vibrationen und der Veränderung des radialen Auftreffwinkels des Laserstrahls bei abnehmenden Wellendurchmesser. Neben der Prüfung von geometrischen und topografischen Merkmalen des Werkstücks wurde ein Algorithmus zur Bewertung des Werkzeugzustands entwickelt.
Einen ausführlichen Bericht finden Sie in der Fachzeitschrift inVISION.
Als Ergebnis des Forschungsprojektes entstand eine Applikation zur Messung von Bauteilrauheiten mittels berührungsloser Messtechnik. ›› Datenblatt Optische Rauheitsmessung
Ausblick
Eine Weiterentwicklung ist in Planung. Folgende Ziele werden dabei verfolgt:
- Detektion unterschiedlicher Spanformen
- Integration weiterer Sensoren
- Rotatorische 3D-Daten
- Kombination mit KI
- Umsetzung individueller Kundenanforderungen
