Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017

Werden traditionelle Herstellungsverfahren wie die Fräsbearbeitung um digitale Systeme ergänzt, lässt sich nicht nur der Produktentwurf erleichtern, sondern auch die Qualität der Produkte verbessern – bei gleichzeitig längeren Werkzeugstandzeiten. Herkömmliche CAM-Systeme, mit denen NC-Codes für die 3D-Fräsbearbeitung programmiert werden, verfügen allerdings heute noch nicht über die entsprechenden Funktionen für die Optimierung des Prozesses. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt gemeinsam mit vier Partnern ein Software-Modul für CAM-Systeme, das diese Lücke mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes schließen soll.

Beim Fräsen bündelt sich oft die gesamte Energie des Prozesses auf einem kleinen Bereich der Werkzeugschneide. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß des Werkzeugs, das dann ausgetauscht werden muss. Würde sich die Energie des Fräsprozesses über die gesamte Werkzeugschneide verteilen, verlängerte sich auch die Standzeit des gesamten Fräswerkzeugs.


Im Projekt »OptiWear« wird das Fräsen und eine Simulations-Software zum 5-Achs-Fräsen weiterentwickelt, um den Verschleiß des Fräskopfs zu reduzieren.

Bildquelle: Fraunhofer IPT


Ziel des Projekts »OptiWear« ist es, längere Werkzeugstandzeiten ohne Qualitätseinbußen zu erreichen.

Bildquelle: Fraunhofer IPT

Hilfreich wäre es zudem, jederzeit über Informationen zum Grad des Werkzeugverschleißes zu verfügen, beispielsweise im CAM-System. Denn so ließen sich Kugelfräsköpfe erst dann austauschen, wenn sie tatsächlich rundum verschlissen sind.

Das Fraunhofer IPT startet gemeinsam mit einem Industriekonsortium nun das Forschungsprojekt »OptiWear«, um genau dieses Ziel der längeren Werkzeugstandzeiten ohne Qualitätseinbußen zu erreichen: Dafür entwickeln die Partner sowohl die Technologie als auch eine Simulations-Software zum 5-Achs-Fräsen weiter.

Mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes identifiziert die Software genau die Abschnitte der Werkzeugschneide, für die ein besonders hoher Werkzeugverschleiß zu erwarten ist. Das Netz lernt dadurch, den Werkzeugverschleiß beim Fräsen präzise vorherzusagen und die Werkzeugbahnen so anzupassen, dass sich der Verschleiß auf einen großen Bereich der Schneide verteilt.

Leicht integrierbar: Schnittstellen zu bestehenden CAM-Systemen

Die Forscher kombinieren die Informationen des neuronalen Netzes mit einer eigens am Fraunhofer IPT entwickelten Simulationsplattform für 5-Achs-Fräsprozesse, SimCutPro. Das Software-Modul wird in das CAM-System integriert, um einen automatisierten und durchgängigen Ablauf der Produktionsplanung zu gewährleisten.

Da SimCutPro bereits über Schnittstellen zu CAM-Systemen wie Siemens PLM NX verfügt, können interessierte Unternehmen das neue Modul leicht in ihre Produktion integrieren, wenn sie die Simulationssysteme bereits nutzen.

Durch den geringeren Verschleiß der Werkzeugschneide lassen sich Werkstücke präziser fräsen. Die längeren Werkzeugstandzeiten führen nicht nur dazu, dass sich die Produktqualität verbessert, sondern auch zu geringeren Herstellungskosten insgesamt. Das neue Software-Modul baut auf einem ähnlichen Modul auf, das das Fraunhofer IPT bereits für Drehprozesse entwickelt hat. Die Wissenschaftler sind daher überzeugt, dass sich das Funktionsprinzip auch auf andere Bearbeitungstechnologien übertragen lässt.

Partner im Projekt
• AixPath GmbH, Aachen
• Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
• KEX Knowledge Exchange AG, Aachen
• Reuth GmbH, Großmaischeid

Assoziierter Partner
• WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH

Das Projekt »OptiWear« wird durch Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in der Förderinitiative KMU-innovativ von Juli 2017 bis Juni 2019 gefördert (Förderkennzeichen: FKZ 01IS17018).

Kontakt

Grigory Rotshteyn M. Sc.
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
grigory.rotshteyn@ipt.fraunhofer.de
Telefon +49 241 8904-246
www.ipt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20171121_kuenstliche-n...

Sara Vogelsang | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Wie Drohnen die Unterwelt erkunden
21.02.2018 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

nachricht Neuer 3D Portrayal Service Standard veröffentlicht
20.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics