Vernetztes maschi­nelles Ober­flä­chen­häm­mern

Projekt mit der accu­ra­puls GmbH

In dem Trans­fer­pro­jekt von „Digital in NRW“ zwischen der accu­ra­puls GmbH und dem Werk­zeug­ma­schi­nen­labor WZL der RWTH Aachen sollen digitale Wege gefunden werden, impli­zites Tech­no­lo­gie­wissen über das elek­tro­me­cha­ni­sche maschi­nelle Ober­flä­chen­häm­mern sichtbar zu machen. Denn wenn in Zukunft eine präzise Daten­er­fas­sung mit bewährtem Erfah­rungs­wissen gekoppelt werden könnte, würde auch die Produk­tion hoch­an­spruchs­voller Ober­flä­chen besser und effi­zi­enter werden.

Das Unter­nehmen

Die Firma accu­ra­puls, ein im Jahre 1995 gegrün­detes Klein­un­ter­nehmen aus Lippetal mit derzeit 11 Mitar­bei­tern, ist weltweit führend im Bereich der elek­tro­me­cha­ni­schen Rand­zo­nen­ver­fes­ti­gung von metal­li­schen Kompo­nenten durch maschi­nelles Ober­flä­chen­häm­mern. Die Kunden von accu­ra­puls kommen aus der Automobil- sowie Luft- und Schiff­fahrt­in­dus­trie.

Durch das von accu­ra­puls entwi­ckelte elek­tro­me­cha­ni­sche Hämmer­system können unter anderem metal­li­sche Werk­zeu­go­ber­flä­chen plastisch verformt werden. Die Rauheits­spitzen der Randzone der metal­li­schen Kompo­nenten werden dabei inkre­men­tell mittels hoch­fre­quenter Schläge eines sphä­ri­schen Stößels (bis 500 Hz) einge­glättet. Das führt zu einer Härte­st­ei­ge­rung und damit zu einer Verfes­ti­gung der Randzone und erhöht in Folge wesent­lich die Verschleiß­fes­tig­keit der metal­li­schen Kompo­nenten.

Ausgangs­si­tua­tion und Projekt­ziel

Das Trans­fer­pro­jekt setzt nun auf der Proble­matik auf, dass aufgrund fehlender Sensorik am Hammer­kopf des Hammer­sys­tems die Prozess­kräfte und Stößel­wege momentan noch unbekannt sind. Eine Echt­zeit­pro­zess­ana­lyse und Prozess­op­ti­mie­rung sind damit unmöglich.

Das Gesamt­ziel des Trans­fer­pro­jektes „Vernetztes maschi­nelles Ober­flä­chen­häm­mern“ ist daher die Imple­men­tie­rung einer Kraft- und Beschleu­ni­gungs­mess­technik in den Hammer­kopf des elek­tro­me­cha­ni­schen Hämmer­sys­tems der Firma accu­ra­puls sowie eine Echt­zeit­si­gnal­auf­nahme und drahtlose Über­mitt­lung der Daten­ströme an eine cloud­ba­sierte Analy­se­platt­form.

Aus dem Modi­fi­zie­rungs­kon­zept zur Aufrüs­tung des Hammer­sys­tems mithilfe entspre­chender Sensorik erfolgt eine tech­ni­sche und kauf­män­ni­sche Aufwer­tung. Darüber hinaus wird so die Basis einer opti­mierten Prozess­aus­le­gung geschaffen, was in Wett­be­werbs­vor­teilen resul­tiert. Zusätz­lich bieten die ermit­telten Kraft- und Beschleu­ni­gungs­pro­file die Möglich­keit, die Regelungs- und Steue­rungs­technik der Hammer­sys­teme zukünftig zu erweitern.

Das Projekt nimmt Fahrt auf

Ende Januar 2017 haben sich die Projekt­partner zu einem ersten Meeting getroffen. Dabei wurden vor allem die an die benötigte Sensorik gestellten Anfor­de­rungen disku­tiert und eine erste Hand­lungs­stra­tegie ausge­ar­beitet.

Durch das einge­brachte Wissen und Know-How des Entwick­lers des Hämmer­sys­tems, Herrn Christian Löcker, konnten ziel­ge­rich­tete Lösungen ausge­ar­beitet werden. Diese beinhal­teten die Auswahl geeig­neter piezo­elek­tri­scher Kraft­sen­soren und faser­op­ti­scher Abstands­sen­soren sowie die entspre­chenden Posi­tio­nie­rungs­mög­lich­keiten der Sensoren zur Imple­men­tie­rung in den Hammer­stößel bzw. Hammer­kopf.

So wurden bereits zu diesem frühen Zeitpunkt die Rahmen­be­din­gungen abge­steckt und die zentralen Frage­stel­lungen zur erfolg­rei­chen Bear­bei­tung des Projektes beant­wortet.

Projektsteckbrief

Titel: Vernetztes maschi­nelles Ober­flä­chen­häm­mern

Projekt­partner: accu­ra­puls GmbH, Werk­zeug­ma­schi­nen­labor WZL der RWTH Aachen

Projekt­lauf­zeit: März 2017 – Juli 2017