Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fehlersuche ohne Produktionsstopp

21.05.2010
Fertigungsabweichungen simulieren – Ursachen eliminieren – Prozesse optimieren: Das kann die Software CutS, die am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover für die Forschung entwickelt wurde, die aber auch Industriekunden im Rahmen von Optimierungsanalysen zur Verfügung steht.

Plötzlich auftauchende kleine Abweichungen in der spanenden Fertigung können viele Gründe haben: gegeneinander verschobene Achsen bei der Werkzeug/Bauteil-Positionierung, beginnendes Spiel in der Spannvorrichtung, die falsche Form des Werkzeugs, einen systematischen Fehler, etwa einen Denkfehler bei der Prozessauslegung, oder eine Kombination dieser Gründe. Manchmal ist die Abweichung selbst gar nur eine Mess-Illusion.

Volker Böß, Mathematiker und promovierter Maschinenbau-Ingenieur, hat all das schon erlebt. Er arbeitet als Leiter der CAx-Entwicklung am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, das Teil des Produktionstechnischen Zentrums Hannover (PZH) ist. Gemeinsam war den Industriekunden, mit denen er die Ursache ihrer Soll-Abweichungen gesucht und gefunden hat, eins: „Die Ingenieure hatten immer eine oder auch gleich mehrere Vermutungen, wo das Problem liegen könnte, aber diese Vermutungen zu testen wäre extrem aufwändig und teuer gewesen. Denn meistens bedeutet das ja Produktionsstopp“.

Aus diesem Grund fragten sie stattdessen Volker Böß um Rat. Denn er testet die Vermutungen, ohne Maschinen auseinanderzunehmen. Am Anfang eines neuen Kontakts steht immer die intensive Diskussion. Oft hilft schon der kritische Blick von außen, mögliche Fehlerursachen zu entdecken, an die bisher noch niemand gedacht hat. Schritt zwei ist die Simulation des problematischen Fertigungsschrittes mit Solldaten. Wenn diese Simulation das Sollergebnis liefert, ist gleich zweierlei gewonnen: „Damit können wir einen systematischen Fehler schon mal ausschließen. Und natürlich dient dieser Schritt auch als vertrauensbildende Maßnahme“, gibt Böß zu. Vertrauen in seine Software CutS, mit der er – das ist mit diesem Schritt dann nachweislich belegt – in der Lage ist, den realen Prozess nachzubilden.

Zum Beispiel beim Schleifen von Rotoren: Ein Industriekunde stellt dabei Abweichungen von der Sollkontur fest und bittet Böß um Hilfe. Dieser bildet zunächst die Idealbedingungen der eingesetzten Schleifmaschine nach und kann damit zeigen, dass auch die vom Kunden zur Prozessauslegung verwendete Software keinen systematischen Fehler verursacht. Anschließend bringt er gezielt Fehler in die CutS-Simulation ein und vergleicht das Ergebnis – das mithilfe der Software MatLab aufbereitet wird – mit den realen Werkstücken und deren Abweichungen von der Sollkontur.

Mögliche Fehlerursachen kennt Volker Böß jeweils aus der gemeinsamen, vorherigen Analyse. Gemäß dieser vermuteten Fehler variiert er entsprechend die Parameter in CutS – beispielsweise den Anstellwinkel des Werkzeugs, wenn dieser als mögliche Fehlerquelle verdächtigt wird – und schaut, was dabei herauskommt. Meistens lässt der „echte Fehler“ auch in der Simulation nicht lange auf sich warten und das Bauteil wird, in der simulierten Fertigung, mit genau der Abweichung erzeugt, die den Kunden in der Produktionsrealität das Leben schwer macht. „Je genauer man vorher die Situation gemeinsam durchdenkt, desto schneller kommt man mit CutS an den heiklen Punkt.“ Tatsächlich testet Böß aber auch die anderen „Verdächtigen“, denn gelegentlich ergeben sich überraschende Wechselwirkungen verschiedener möglicher Fehlerquellen.

Im Rotoren-Beispiel zeigte sich, dass ein Ausgleich des angenommenen Fehlers durch die Änderung von Maschinenparametern nicht möglich war. Eine Alternative zur erforderlichen Anpassung der Zustellung bestand aber darin, das Schleifscheibenprofil zu verschieben. Um dieses vorgeschlagene Korrekturverfahren zu überprüfen, bildete Böß in der Simulation nicht nur den Fehler, sondern auch die entsprechenden Korrekturen ab und erreichte eine sehr gute Überdeckung mit der Sollkontur. Eine Überdeckung, die sich später übrigens auch in der realen Produktion genau so einstellte.

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dr.-Ing. Volker Böß vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen unter Telefon +49 511 762 4855 oder per E-Mail unter boess@ifw.uni-hannover.de zur Verfügung.
Zum Produktionstechnischen Zentrum Hannover (PZH):
Das PZH ist Teil der Leibniz Universität Hannover; seit 2004 sind die sechs produktionstechnischen Institute der Fakultät für Maschinenbau in diesem Zentrum zusammengeschlossen. Zum PZH gehören außerdem die PZH GmbH, die als Universitätstochter unter anderem die Verwaltung des Gebäudes und Aufgaben des Technologietransfers übernimmt, und zahlreiche Unternehmen der Produktionstechnik. Rund 450 Menschen arbeiten im PZH, darunter etwa 250 (Ingenieur-)Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen. Dazu kommen rund 400 studentische Hilfskräfte.

Das PZH ist eine Lehr- und Forschungsstätte. Grundlagen- und industrielle Auftragsforschung werden hier auf höchstem Niveau betrieben: 2009 hat das PZH fast 21 Millionen Euro Drittmittel eingeworben. Im Förder-Ranking 2009 der Deutschen Forschungsgemeinschaft wird die Leibniz Universität im Bereich Produktionstechnik als mit „erheblichem Abstand bewilligungsstärkste Einrichtung“ der DFG geführt. Der Maschinenbau der Leibniz Universität insgesamt erreichte im CHE-Ranking 2010 in den drei Forschungskategorien „Forschungsgelder“, „Promotionen“ und „Erfindungen“ jeweils die Spitzengruppe.

Jessica Lumme | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Assistenzsysteme für die Blechumformung
28.07.2017 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie