5G zur Echtzeit-Überwachung von Werkzeugverschleiß und Brucherkennung mit smarter, drahtloser Körperschallsensorik


Am 25. April 2022 veröffentlicht

Die Bauteil- und Oberflächenqualität bei der Bearbeitung eines Bauteils mittels Bohr-, Fräs- oder Drehprozessen ist vor allem vom Zustand der Werkzeugschneide abhängig. Die Werkzeugschneide unterliegt während des Zerspanprozesses einem komplexen thermo-mechanischem Belastungskollektiv und erreicht im Laufe der Zeit durch den Verschleiß an Span- und Freifläche ihr Einsatzende.

Um dennoch die Standzeit der Werkzeugschneide voll nutzen zu können, ohne eine Minderung der Bauteilqualität in Kauf nehmen zu müssen, ist eine konstante Überwachung des Verschleißzustandes des Werkzeugs erforderlich. Eine Möglichkeit, um den Verschließzustand des Werkzeugs mit geringen Latenzen zu überwachen ist der Einsatz von Körperschallsensorik und der Übertragung der Prozessdaten über 5G. Um genau diese industriellen Anwendungen zu demonstrieren, wurde vom Fraunhofer IPT gemeinsam mit den Projektpartnern Marposs und Ericsson ein selbst entwickelter Schallemissionssensor in einem Bohrprozess getestet. Der Sensor wurde dafür direkt auf das Bauteil angebracht. Die Sensordaten wurden mittels der Mobilfunktechnologie 5G direkt auf eine Steuereinheit übertragen und in der Cloud aufgezeichnet, sodass der Prozess jederzeit mittels Werkzeugbruchdetektion unterbrochen werden konnte.

Die 5G-Körperschallsensorik ermöglicht durch intelligente Sensorik und einer flexiblen 5G-Kommunikationsinfrastruktur eine Echtzeitüberwachung und die Steuerung hochkomplexer Prozesse. Sowohl der Verschleiß des Werkzeugkopfes als auch Prozessfehler können in einem frühen Produktionsstadium erkannt und durch eine sofortige Prozesskontrolle abgefangen werden. Dies sichert die hohe Qualität des Produkts und spart hohe Kosten durch weniger Ausschuss oder notwendige Nachbearbeitung von Werkstücken.

Pressekontakt:

Lefteroff, Maike, externe Kommunikation Produktionsmesstechnik, +49 241 8904-275, maike.lefteroff@ipt.fraunhofer.de

Krause, Susanne, externe und interne Kommunikation, +49 241 8904-180, susanne.krause @ipt.fraunhofer.de

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