Sie bringen mit tonnenschweren Werkzeugen Blechteile präzise in Form: Großpressen werden beispielsweise bei Automobilherstellern zur Herstellung von Karosseriekomponenten eingesetzt, oft über Jahrzehnte hinweg. Auch wenn ein Modell abgelöst wird, die Presse bleibt. Sie fertigt nach dem Modellwechsel mit neuen Werkzeugen Bauteile für das Nachfolgemodell. Doch auch die beste Presse kommt einmal in die Jahre. Das Fraunhofer IWU in Chemnitz hat eine 1.600-Tonnen-Großpresse modernisiert. Sie wurde dazu mit moderner Steuerungstechnik ausgestattet und das neue stationäre Ziehkissen mit acht Hydraulikzylindern (Bild oben) ist so ausgelegt, dass beim Werkzeugwechsel keine aufwendigen Umrüstungen an der Presse durchgeführt werden müssen. Nicht zuletzt durch ein intelligentes Datenmanagement wurde sie für die nächsten Jahrzehnte wieder fit gemacht.
Dank Retrofit steht die von der damaligen Umformtechnik Erfurt GmbH gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU entwickelte hydraulische Großpresse EHP 1600 mit einer Nennpresskraft von 1600 t nun wieder für Forschungsprojekte zur Verfügung. Die Presse wird jedoch auch von regionalen Partnern des Forschungsinstituts in enger Zusammenarbeit mit den IWU-Forschern für komplexe Aufgabenstellungen an Umformwerkzeugen genutzt.
Mit der Chemnitzer Tryout-Presse können unterschiedliche Pressencharakteristika und damit auch die Performance der Serienpresse flexibel abgebildet werden, was den Aufwand zum Beispiel beim Einarbeitungsprozess von Umformwerkzeugen erheblich reduziert. Dafür erforderliche manuelle Arbeitsschritte wie Tuschieren, Polieren oder Schleifen können nach neuestem Stand der Technik jetzt auch mit Unterstützung von Robotik direkt in der Presse im aufgespannten Zustand erfolgen.
Intelligentes Datenmanagement
Das neue, schwenkbare Bedienpanel ermöglicht, die komplexen Steuerungsfunktionen zentral und immer in der besten Bedienposition zu nutzen
Für die Gewinnung von Prozessdaten aus dem Umformprozess direkt an der Wirkstelle und ihre intelligente Nutzung hat das Fraunhofer IWU viel Kompetenz aufgebaut. Die eigene Presse wurde nun entsprechend nachgerüstet. Diese Daten sind einerseits für das Condition Monitoring der Presse selbst von großem Interesse: Über die Zustandsdaten der Maschine lässt sich frühzeitig Wartungsbedarf am Werkzeug erkennen. Wartungsarbeiten können vorausschauend geplant und Ersatzteile rechtzeitig beschafft werden.
Andererseits sind die Daten besonders für die Prozesssteuerung wertvoll. Mit ihrer Hilfe lassen sich beispielsweise qualitätsrelevante, technologische Prozess-Parameter überwachen und aktiv beeinflussen. Zeichnen sich etwa Veränderungen im Werkstoffverhalten oder in der Beölung ab, kann unmittelbar gegengesteuert werden, um dennoch eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Eingebettetes Umformmesssystem
Das Umformmesssystem Smart Notch sammelt in den T-Nuten Prozessdaten direkt an der Wirkstelle
Durch dezentrale Sensoren wie dem Smart Notch werden Prozessgrößen ebenfalls erfasst und mittels intelligenten Auswertungsalgorithmen für die Prozess- und Qualitätsüberwachung während des Umformvorganges verwendet – ohne den Umformprozess oder Maschineneigenschaften zu beeinträchtigen. Die kleinen Sensoren können mit einem Handgriff direkt in die T-Nuten von Pressentisch und Pressenstößel installiert werden und sind in unterschiedlichen Baugrößen verfügbar.
Somit wird es möglich, an mehreren Stellen direkt an der Schnittstelle zwischen Presse und Werkzeug Informationen inline und robust zu sammeln. Die Sensoren helfen, auch Werkzeugverschleiß wie Anhaftungen oder Abrieb über die vom Soll-Wert abweichenden Belastungszustände festzustellen. In Verbindung mit einer intelligenten Prozessführung wird es möglich, jedes Bauteil mit einem individuell angepassten Satz von Prozessparametern zu fertigen. Kleine Abweichungen lernt die Presse eigenständig auszugleichen.
Quelle: Fraunhofer IWU
