Grenzen der Prozessüberwachung
Das Beispiel des Präzisionsblankpressens zeigt, dass bereits heute eine Vielzahl von Prozessgrößen erfasst und geregelt werden müssen, damit Produkte in hoher Qualität hergestellt werden können. Zeitsynchron werden Zustandsgrößen erfasst und in einem Regelungssystem zusammengeführt. Dem Auflösungsvermögen der Sensorik sind Grenzen gesetzt. Zur Überwachung der Temperatur von Werkstück und Werkzeug in der Kammer wird die Temperatur an der Mantelfläche gemessen. Dies verursacht eine gewisse Trägheit im System. In der Zerspan- und auch in der Umformtechnik ist eine ortsauflösende Temperaturinformation am Werkzeug oder Werkstück von großem Interesse, um die Ursachen von Werkzeugverschleiß oder Randzonenbeeinflussungen zu analysieren. Diese Herausforderung kann von der Sensortechnik bislang nur punktuell oder integrierend über eine Fläche bedient werden. Eine Ortsauflösung von Kraft und Temperatur innerhalb einer Wirkfläche wird bislang von auf dem Markt erhältlichen Systemen nicht geboten. Die aus der Bearbeitung hochintegrierter Bauteile und der Verwendung komplexer Maschinen und ausgereifter Werkzeuge resultierenden Anforderungen sind Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Arbeiten. Diese sollen es durch die Nutzung weiterentwickelter Sensorlösungen sowie deren Fusion zu Multisensorsystemen ermöglichen, zu jederzeit – also auch in Echtzeit – eine Aussage über die Qualität des Produktes, die Stabilität des Prozesses sowie den Zustand der verwendeten Werkzeuge, Maschinen und Hilfsmittel zu geben. Im Teil 2 der Serie werden grundsätzliche Entwicklungsrichtungen beschrieben und anhand ausgewählter Beispiele erste Ansätze zur Anwendung an verschiedenen Fertigungsprozessen aufgezeigt.
Die Beitragsserie stammt aus dem Tagungsband zum Aachener Werkzeugmaschinen Kolloqium 2014.
