Die verkürzte umformbasierte Demonstratorprozesskette bildet alle Herstellungsschritte für verzahnte Getriebehohlwellen ab.

Die verkürzte umformbasierte Demonstratorprozesskette bildet alle Herstellungsschritte für verzahnte Getriebehohlwellen ab. Fraunhofer IWU

Konventionell erfolgt die Fertigung von verzahnten Hohlwellen für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs in den Prozessschritten Schmieden, Drehen und Bohren, Abwälzfräsen, Wärmebehandlung, Hartfeinbearbeitung sowie Festigkeitsstrahlen. In der neuen Prozesskette der Modellfabrik werden material-, zeit- und kostenintensive Zerspanprozesse wie das Tieflochbohren und das Abwälzfräsen durch ressourceneffiziente Umformprozesse, wie dem am Fraunhofer IWU entwickelten Bohrungsdrücken und dem Verzahnungswalzen, ersetzt. Materialverlust in Form von Metallspänen entfällt damit weitestgehend. Bisher konnten 12,5 % des benötigten Materials eingespart werden, das entspricht etwa 0,5 kg pro Bauteil. Zusätzlich trägt eine verkleinerte Geometrie der Bauteilausgangsform zur Materialeffizienz bei. Der Materialausnutzungsgrad vom Stangenabschnitt zum Fertigprodukt wurde so um 6,5 % gesteigert. „Durch Nutzung unserer innovativen Umformtechnologien, kombiniert mit belastungsgerechtem Bauteildesign, ist für gewisse Bauteilklassen eine Materialeinsparung von bis zu 30 % zu erwarten“, blickt Projektleiter Dr. Udo Hellfritzsch weiter in die Zukunft.

Die richtige Information, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort – am Fraunhofer IWU entstehen Lösungen für die kontextbasierte Informationsbereitstellung in der Produktions- und Fabrikumgebung.

Die richtige Information, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort – am Fraunhofer IWU entstehen Lösungen für die kontextbasierte Informationsbereitstellung in der Produktions- und Fabrikumgebung. Fraunhofer IWU

Mobiles Daten- und Energiemanagement

Um Daten standardisierte zu gewinnen, arbeiten die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU an einem Übersetzer, der die Sprachen verschiedener Maschinen und Anlagen übersetzt: dem ‚Plant-Adapter‘. Dieser Konnektor soll die herstellerseitig unterschiedlichen Schnittstellen der Maschinen zentral ansteuern und erweitern. Mithilfe von modernen Ansätzen zur Informationsverarbeitung, wie Linked-Data und Semantic-Web-Technologien, werden die Daten dann systemübergreifend gespeichert und vernetzt. Die Datenerfassung und -aufbereitung erfolgt in der am Institut entwickelten Fabrik-Cloud, der sogenannten ‚Linked Factory‘. Die gesammelten Maschinendaten fließen mit Kennwerten aus der Gebäudeleittechnik, der Logistik und relevanten betriebswirtschaftlichen Parametern zusammen, werden miteinander verknüpft und zu nützlichen Information aufbereitet, um den Anwender in der Produktion zu unterstützen. Diese Informationen gelangen dann über mobile Endgeräte zum Mitarbeiter. Terminals an verschiedenen Maschinen in der Forschungsfabrik bieten dem Anwender in Echtzeit Maschinen- und Prozessdaten sowie Informationen aus der Gebäudeleittechnik. Per Drag and Drop stellt sich der Mitarbeiter ein für seine Tätigkeit sinnvolles Informations-Dashboard zusammen, nimmt sich also nur die Informationen mit, die er benötigt. Ein weiterer Software-Prototyp ist auf einen anderes Anwendungsszenario ausgerichtet und gibt die Informationen nach Kontext des Mitarbeiters aus: Die Software erkennt über ein Inhouse-GPS, wo sich der Anwender gerade befindet und ob er ein Tablet, einen PC oder ein Smartphone für die Informationsabfrage benutzt. Über einen Login wird das Arbeitsspektrum des Mitarbeiters bestimmt. Die Art der Informationen und Datenausgabe wird an diese Variablen angepasst.

Flexibler und Intelligenter Karosseriebau: Eine Software lernt mit

Am Fraunhofer IWU wurde gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein Prototyp für ein Software-Assistenzsystem zur automatischen Justage von Karosseriebauvorrichtungen entwickelt. Der bisher erfahrungsbasierte Justageprozess soll zur Unterstützung des Anlagenpersonals von einem IT-System übernommen werden. Die Software beobachtet zunächst die Stellmaßnahmen des Mitarbeiters und legt eine Datenbank zu den optimalen Einstellungen an. Nach derzeit rund 30 Beispieldatensätzen unterbreitet das System dann einen Justagevorschlag. Gekoppelt ist der Justage-Assistent an eine weitere Neuentwicklung: Elektromechanische Justageachsen ersetzen die manuellen Stellelemente. Mittels Knopfdruck werden die vorgeschlagenen Korrekturen direkt auf die Spannvorrichtung übertragen. Das Gesamtsystem ermöglicht einen neuen, kürzeren Qualitätsregelkreis und soll nicht nur bei modellgleichen Bauteilen zum Einsatz kommen, sondern auch den Zeitaufwand zum Einrichten bei einem Modellwechsel verkürzen. „Mit dem Justageassistent wollen wir die Einrichtzeit im Anlagenanlauf von Monaten auf Tage, bei Fehlern im laufenden Betrieb die notwendige Nachjustage von Minuten auf Sekunden reduzieren“, beschreibt Marko Pfeifer, Abteilungsleiter Montagetechnik am Fraunhofer IWU, das Potenzial der Lösung.

Hannover Messe 2015
Halle 2, Stand C16