In einem ZIM-Kooperationsprojekt zwischen dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen und der Firma Krebs & Riedel Schleifscheibenfabrik GmbH wird eine Methode entwickelt, Dehnungssensoren in Hochleistungsschleifscheiben zu integrieren, um mithilfe der Daten eine Prozessüberwachung zu ermöglichen. Ziel ist es den Schleifprozess bei Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 150 m/s prozessparallel überwachen zu können.
Schleifscheibe mit Halbleiter-Dehungsmessstreifen
Im Rahmen des Kooperationsprojekts Produktivitätssteigerung beim Hochleistungsschleifen (Pro²HS) arbeitet das Projektteam an der Steigerung der Prozesssicherheit und Produktivität beim Hochleistungsschleifen. Hierfür werden ein neuartiges Auswuchtsystem und eine sensorische Schleifscheibe entwickelt. Das Auswuchtsystem soll ein automatisches und maschinenunabhängiges Auswuchten der Schleifscheibe ermöglichen. Die sensorische Schleifscheibe wird mit Halbleiter-Dehnungsmesstreifen ausgestattet, die eine hochgenaue Messung der Prozesskräfte ermöglichen. „Dadurch können wir die Prozessparameter bis an die Stabilitätsgrenze der Scheibe festlegen und das volle Potenzial der Schleifscheibe ausschöpfen“, erläutert IFW-Mitarbeiter Niklas Klages. Für eine einfache und wirtschaftliche Integration der Dehnungsmessstreifen entwickeln die Projektmitarbeitenden einen neuartigen Grundkörper. Ebenfalls Teil des Projekts ist die Entwicklung der Überwachungsalgorithmen. Klages: „Mit der Prozessüberwaschung wollen wir unerwünschte Prozesszustände wie Schleifbrand oder Rattern zuverlässig detektieren.“ Die ermittelten Prozesskräfte und -zustände sollen drahtlos an ein mobiles Endgerät übertragen werden, das den Mitarbeitenden Handlungsanweisungen gibt. „Mit diesem neuen System entfällt die Integration zusätzlicher Komponenten in die Werkzeugmaschine. Das System kann maschinenunabhängig eingesetzt werden“, erläutert Klages die Vorteile. Die sensorische Schleifscheibe soll eine robuste, industrietaugliche und maschinenunabhängige Lösung für die Erfassung der Prozesskräfte beim Schleifen bieten. Durch ein automatisches Auswuchtsystem und die prozessnahe Kraftmessung kann der Automatisierungsgrad beim Hochleistungsschleifen damit weiter erhöht werden.
Weiterentwicklung von Grundkörpersystemen
Der IFW-Projektpartner sieht für seinen Betrieb ein großes Entwicklungspotenzial: „Für die Integration des Auswuchtsystems am Grundkörper des Werkzeugs ist eine Weiter- bzw. Neuentwicklung von bestehenden Grundkörpersystemen notwendig. Dadurch werden zwangsläufig neue Werkzeuggrundkörper für Hochleistungsschleifscheiben entstehen und der Firma Krebs & Riedel neue Möglichkeiten im Bereich der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eröffnen. Die enge Zusammenarbeit mit dem IFW Hannover stärkt zudem die Vernetzung zwischen Industrie und Forschung, was ein wichtiger Baustein für den Wirtschaftsstandort Deutschland ist“, sagt Dr.-Ing. Steffen Weber, Leiter Forschung und Entwicklung der Krebs & Riedel Schleifscheibenfabrik GmbH.
Das Forschungsprojekt „Produktivitätssteigerung beim Hochleistungsschleifen (Pro²HS)“ wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) und von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) betreut. Das IFW und der Kooperationspartner Krebs & Riedel Schleifscheibenfabrik GmbH bedanken sich für die finanzielle Unterstützung in diesem Projekt. ak
