Vermessung in der Presse
Sensormodul, Fraunhofer-IITB
In einer Tiefziehpresse dauert die Umformung eines Blechs in eine Autotür oder Spüle nur wenige Sekunden.
Um das Material dabei gleichmäßig in die Form zu ziehen, verwendet man Umformpressen mit Mehrpunktziehtechnik.
Das Fraunhofer Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB in Karlsruhe hat für solche Pressen einen neuartigen Lasersensor entwickelt, mit dessen Hilfe der Umformvorgang überwacht und qualitätsoptimal geregelt werden kann.
Um bei komplexen Formen und verschiedenen Werkstoffen tiefgezogene Bleche (z.B. Edelstahlspülen oder Karosserieteile) hoher Qualität zu erhalten, sind fortgeschrittene Verfahren der Mehrpunktziehtechnik erforderlich. Bei diesem Verfahren lässt sich der Klemmkraftverlauf auf das zwischen Ober- und Unterwerkzeug eingespannte Tiefziehblech über mehrere selektiv ansteuerbare Hydraulikstempel so dosieren, dass sich ein Umformvorgang mit optimaler Produktqualität einstellt. Die automatische Regelung eines solchen optimalen Tiefziehvorganges setzt allerdings die Online-Messung der Blechkontur während des gesamten Tiefziehvorganges mit Hilfe eines geeigneten Sensors voraus.
Solche Sensoren stehen am Markt gegenwärtig nicht zur Verfügung, daher wurde am Fraunhofer-Institut IITB in Karlsruhe im Rahmen des Verbundvorhabens „Intelligente Produktions-anlagen“ der Fraunhofer-Gesellschaft, an dem mehrere Fraunhofer-Institute beteiligt waren, ein neuartiger optischer Sensor zur Online-Blecheinzugsmessung entwickelt und für eine Tiefziehpresse prototypisch realisiert.
Ein axialer 2-D-Lichtschnittsensor mit Laserstrahl-Beleuchtung und CCD-Zeilenkameras misst den Weg-Zeit-Verlauf der Blechkontur im Ziehspalt an über 40 Punkten gleichzeitig im 50 ms-Takt während des wenige Sekunden dauernden Tiefziehens. Die Koordinaten werden online an einen Leitrechner übermittelt, der die Anpressstifte regelt. Der Umformsensor besteht aus vier Modulen, die sich flexibel um den Ziehspalt herum anordnen lassen. Bei Bedarf (z.B. andere Blechkonturen) können weitere Module ergänzt werden.
Die praxisreife Integration des am IITB entwickelten Umformsensors in eine mit Mehrpunktziehtechnik geregelte Umformpresse mit interessierten Industriepartnern ist geplant.
Ansprechpartner:
Dr. Helge-Björn Kuntze
+49 (0)7 21 / 60 91-3 10
kuntze@iitb.fraunhofer.de
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