Motivation
Die Digitalisierung der Produktion im Rahmen von Industrie 4.0 führt dazu, dass traditionelle Herstellungsverfahren (z.B. die Fräsbearbeitung) durch innovative IT- und Softwareprodukte ergänzt werden, um die Produktqualität zu verbessern, den Produktentwurf zu erleichtern und die Herstellungskosten zu reduzieren. Traditionellen Softwaresystemen des „Computer Aided Manufacturing“ (CAM), die z.B. für die Steuerungsprogrammierung der automatisierten Fräsbearbeitung genutzt werden, fehlen i. d .R. Funktionen für die technologische Optimierung des Fräsprozesses. Die Folge ist ein Kompromiss aus hohen Herstellungskosten (häufiger Werkzeugwechsel) und geringerer Oberflächenqualität (Zulassen eines höheren Werkzeugverschleißes).
Ziele und Vorgehen
Das Hauptziel des Vorhabens „OptiWear“ ist die Entwicklung einer Software-Lösung, welche die Werkzeuganstellung beim Fräsen mit Kugelkopffräsern derartig analysieren und optimieren kann, dass der Werkzeugverschleiß auf einen großen Bereich der Schneide gleichmäßig verteilt wird. Damit soll die Lebensdauer des Fräswerkzeuges maximiert und gleichzeitig eine gleichmäßig hohe Oberflächengüte (Produktqualität) erreicht werden. Die Arbeiten „OptiWear“ betreffen die Bereiche Prozesstechnologie und Simulationssoftware. Unter Einsatz von künstlichen Neuronalen Netzen (KNN) sollen die Abschnitte der Werkzeugschneide identifiziert werden, für die ein besonders hoher Verschleiß zu erwarten ist. Ein zu entwickelnder Optimierungsalgorithmus soll die im CAM-System ermittelte Werkzeugbahn so anpassen, z.B. durch Variation des Winkels zwischen Werkzeug und Werkstück, dass eine optimierte Verschleißverteilung entlang der Werkzeugschneide erreicht wird. Die Softwaremodule sollen in bestehende CAM-Lösungen sowie in Product Lifecycle Management Systeme (PLM) integrierbar sein, um einen durchgängigen und automatisierten Ablauf der Produktionsplanung zu ermöglichen.
Innovationen und Perspektiven
Die Ergebnisse des Projekts sollen im Rahmen von praktischen, industriellen Einsatzszenarios aus dem Werkzeug- und Formenbau evaluiert werden. Ebenso soll das Potenzial zur Übertragung auf andere Anwendungen im Maschinenbau genutzt werden. Für die in „OptiWear“ beteiligten KMU ergeben sich durch verringerte Produktionskosten und verbesserte Produktqualität deutliche Wettbewerbsvorteile (Anwendungspartner) sowie neue Marktchancen (Softwareentwickler und Technologiepartner).