Ein datengestütztes Verfahren zur Qualitätsprognose in der metallverarbeitenden Industrie hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt. Es wird jetzt im EXIST-Forschungstransfer-Projekt „Quantify“ in einer Software umgesetzt, mit der sich die Bauteilqualität während der Fertigung auf Grundlage von Maschinendaten vorhersagen lässt. Prüf- und Produktkosten werden erheblich gesenkt.
Die Software übersetzt die Daten der Produktionsmaschinen und Sensoren direkt in verwertbare Informationen zur Qualität des gefertigten Bauteils. Der digitale Zwilling des gefertigten Bauteils kann mit dem vorab erstellten CAD-Modell abgeglichen werden, sodass Abweichungen einfach und schnell erkannt werden. Gleichzeitig erleichtert die Software die Qualitätssicherung, da der Blick auf kritische Bauteilbereiche gelenkt wird.
Die Modelle bilden komplexe Wechselwirkungen im Zerspanprozess präzise ab und berücksichtigen beispielsweise Positionsabweichungen der Maschine, Prozesskräfte, den Werkzeugverschleiß und die Bauteil- und Werkzeugabdrängung. Die aufbereiteten Informationen werden direkt in der Maschinensteuerung, auf einem Tablet oder anderen Devices anhand des digitalen Zwillings dargestellt.
Die Software erlaubt eine präzise Bewertung der Bauteilgenauigkeit des Werkstücks direkt nach der Bearbeitung. Sie stellt außerdem nutzerfreundliche Werkzeuge zur Datenanalyse bereit und bietet leicht konfigurierbare Workflows zur Automatisierung sich wiederholender Analyseaufgaben. Geeignete Korrekturmaßnahmen können abgeleitet und an die Produktionsmaschine zurück übertragen werden.
Nach der Entwicklung einer ersten Stand-Alone-Lösung für die Qualitätsprognose in der Fertigung sollen ein Plug-in für CAM-Systeme entwickelt und standardisierte Schnittstellen zu den Softwaresystemen der Qualitätssicherung bereitgestellt werden. Die Software kann dann in gängige Industrial-Internet-of-Things (IIoT)-Plattformen integriert werden und als zentraler Knotenpunkt der datengestützten und -durchgängigen Qualitätsbeurteilung entlang der gesamten Wertschöpfungskette aus Planung, Fertigung und Qualitätssicherung dienen. Die Daten, die in den unterschiedlichen Phasen der Fertigung gewonnen werden, werden mit Hilfe künstlicher Intelligenz analysiert, sodass Wechselwirkungen sichtbar werden.
Das Projekt-Team plant, die Software gemeinsam mit Unternehmen ab Sommer dieses Jahres weiterentwickelt und für die individuellen Anforderungen modifiziert werden bis zur Marktreife weiterzuentwickeln und die neue Predictive-Quality-Lösung noch in diesem Jahr mit einer Ausgründung der zerspanenden Industrie zur Verfügung zu stellen. Interessierte Unternehmen sind eingeladen, das Projektteam zu kontaktieren.
Das Forschungsprojekt »Quantify« wird im Rahmen des Förderprogramms EXIST Forschungstransfer, einem Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie BMWi, und durch den Europäischen Sozialfonds ESF gefördert.