Lange Späne können bei der Drehbearbeitung zu Prozessunterbrechungen und Werkzeugschäden führen. Der zusätzliche Freiheitsgrad des 3-Achs-Simultandrehens bietet neue Möglichkeiten, dieser Herausforderung zu begegnen. Im ZDIN-Transferprojekt "VisionAdapt" wird ein System entwickelt, welches kritische Spanformen erkennt und den Fertigungsprozess vollautomatisch anpasst. Neben dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover sind das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Institut für Konstruktionstechnik (IK) der Technischen Universität Braunschweig und die DMG MORI AG beteiligt.

Neuer Freiheitsgrad für bessere Spanformen

Die Drehbearbeitung zählt zu den am weitesten verbreiteten spanenden Fertigungsverfahren in der Industrie. Dabei können durch den ununterbrochenen Schnitt zu lange, ungünstige Spanformen entstehen, die den automatisierten Prozess stören. Diese Spanformen werden neben den Werkstoffeigenschaften auch durch die Wahl der Prozessstellgrößen und des Einstellwinkels beeinflusst. Aufgrund des komplexen Zusammenspiels dieser Einflussgrößen und des stochastischen Verhaltens des Spanbruchs ist eine Prognose allerdings mit Unsicherheiten behaftet. Gleichzeitig bietet das neuartige Verfahren des 3-Achs-Simultandrehens eine weitere Möglichkeit, die entstehende Spanform zu beeinflussen, da hier der Einstellwinkel kontinuierlich während des Prozesses variiert werden kann.

Von der modellgestützten Bahnplanung zur Erkennung und automatischen Anpassung

Das ZDIN-Transferprojekt "VisionAdapt" enthält einen innovativen Lösungsansatz für dieses Problem. Zunächst sollen bereits in der Bahnplanung kritische Spanformen prognostiziert und möglichst vermieden werden, wobei die Vorteile des 3-Achs-Simultandrehens genutzt werden. Da diese Prognosen mit Unsicherheiten verbunden sind, soll eine KI-gestützte Bilderkennung zur Erkennung kritischer Spanformen genutzt werden. Es entsteht eine adaptive Online-Bahnplanung, die modellgestützt auf kritische Spanformen reagiert, ohne den Prozess zu unterbrechen. Der entscheidende Vorteil: Statt den Prozess anzuhalten oder einen manuellen Eingriff zu erfordern, kann das System eigenständig den Vorschub anpasse, um kürzere Späne zu erzeugen.

Interdisziplinäres Konsortium

Zur Erreichung des Ziels kooperieren drei Institute mit einem Industriepartner: Während das Institut IFW der Leibniz Universität Hannover als Projektkoordinator die adaptive Bahnplanung entwickelt und umsetzt, konzipiert das DFKI in Oldenburg die Algorithmen zur Bildverarbeitung und KI-Modelle für die Echtzeit-Spandetektion. Der Praxispartner DMG MORI AG unterstützt als führender Maschinenhersteller mit seiner Erfahrung und wird das Ergebnis zu den Anwendern transferieren. Das Institut für Konstruktionstechnik der TU Braunschweig erhebt die Nutzeranforderungen der industriellen Anwender und trägt somit zum Transfer bei.
Für weitere Informationen steht Ihnen Felix Zender unter der Telefonnummer +49 (0) 511 - 762 – 18359 oder per E-Mail unter [email protected] gern zur Verfügung.