In industriellen Fertigungsprozessen müssen Werkstücke mit definierter Geometrie erzeugt werden, wobei per Definition Abweichungen sowohl bei der Fertigung als auch bei der messtechnischen Erfassung der Werkstücke auftreten. Die Nutzung von Topographiedaten der erzeugten Werkstücke im Rahmen von Predictive Maintenance kann in diesem Kontext sowohl aus der Perspektive des Fertigungsprozesses und des Messprozesses Vorteile für die Implementierung industrieller Qualitätsregelkreise bieten. Für einen zuverlässigen Fertigungsprozess muss der Ausfall der Werkzeugmaschine vermieden werden. Da viele bewegten Teile einer Wartung unterliegen ist auch die Implementierung kleiner Qualitätsregelkreise im Rahmen der geometrischen Messtechnik von Bedeutung, sodass durch geschickte Signalverarbeitung idealerweise ein Maschinenausfall oder erforderlicher Werkzeugwechsel unter Ausnutzung von Informationen über die Bauteiloberfläche bereits prognostiziert werden können. Das Konzept Predictive Maintenance wird häufig nur auf den Fertigungsprozess bezogen, obwohl für die Implementierung von Qualitätsregelkreisen auch die Sicht des Messprozesses berücksichtigt werden muss. Grundsätzlich müssen auch Messgeräte, die in der Fertigungsumgebung eingesetzt werden, zuverlässig zur Verfügung stehen, sodass auch in diesem Rahmen eine Implementierung von Predictive Maintenance Vorteile aufweist. Entsprechende Erwägungen und Fallstudien werden vorgestellt. Dabei können Kalibrierprozesse Möglichkeiten eröffnen, auf Basis von z. B. Oberflächenkenngrößen Veränderungen am Messgerät rechtzeitig zu erkennen und im Rahmen von Predictive Maintenance Prozessen zu nutzen, um einen Ausfall des Messgerätes vermeiden zu können. Nachfolgend wird ein ganzheitlicher Überblick gegeben, wie sich Änderungen am dynamischen System der Fertigungs- und Messumgebung im Rahmen einer Änderung von topographischen Eigenschaften des Bauteils wie z. B. Rauheitskenngrößen ankündigen und somit den Ausgangspunkt für ein vorteilhaftes Zusammenspiel von Fertigungstechnik und Messtechnik bilden. Dabei werden Merkmale betrachtet, die auf Basis geometrischer Daten über das Werkstück beurteilt werden und somit wird aufgezeigt, welches Potenzial die Erfassung sowie die zugehörige Signalverarbeitung in diesem Rahmen bieten.

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Topographiedaten als Schlüsselelement für Predictive Maintenance

  • Matthias Eifler

摘要

In industriellen Fertigungsprozessen müssen Werkstücke mit definierter Geometrie erzeugt werden, wobei per Definition Abweichungen sowohl bei der Fertigung als auch bei der messtechnischen Erfassung der Werkstücke auftreten. Die Nutzung von Topographiedaten der erzeugten Werkstücke im Rahmen von Predictive Maintenance kann in diesem Kontext sowohl aus der Perspektive des Fertigungsprozesses und des Messprozesses Vorteile für die Implementierung industrieller Qualitätsregelkreise bieten. Für einen zuverlässigen Fertigungsprozess muss der Ausfall der Werkzeugmaschine vermieden werden. Da viele bewegten Teile einer Wartung unterliegen ist auch die Implementierung kleiner Qualitätsregelkreise im Rahmen der geometrischen Messtechnik von Bedeutung, sodass durch geschickte Signalverarbeitung idealerweise ein Maschinenausfall oder erforderlicher Werkzeugwechsel unter Ausnutzung von Informationen über die Bauteiloberfläche bereits prognostiziert werden können. Das Konzept Predictive Maintenance wird häufig nur auf den Fertigungsprozess bezogen, obwohl für die Implementierung von Qualitätsregelkreisen auch die Sicht des Messprozesses berücksichtigt werden muss. Grundsätzlich müssen auch Messgeräte, die in der Fertigungsumgebung eingesetzt werden, zuverlässig zur Verfügung stehen, sodass auch in diesem Rahmen eine Implementierung von Predictive Maintenance Vorteile aufweist. Entsprechende Erwägungen und Fallstudien werden vorgestellt. Dabei können Kalibrierprozesse Möglichkeiten eröffnen, auf Basis von z. B. Oberflächenkenngrößen Veränderungen am Messgerät rechtzeitig zu erkennen und im Rahmen von Predictive Maintenance Prozessen zu nutzen, um einen Ausfall des Messgerätes vermeiden zu können. Nachfolgend wird ein ganzheitlicher Überblick gegeben, wie sich Änderungen am dynamischen System der Fertigungs- und Messumgebung im Rahmen einer Änderung von topographischen Eigenschaften des Bauteils wie z. B. Rauheitskenngrößen ankündigen und somit den Ausgangspunkt für ein vorteilhaftes Zusammenspiel von Fertigungstechnik und Messtechnik bilden. Dabei werden Merkmale betrachtet, die auf Basis geometrischer Daten über das Werkstück beurteilt werden und somit wird aufgezeigt, welches Potenzial die Erfassung sowie die zugehörige Signalverarbeitung in diesem Rahmen bieten.