Selbstkorrigierende Fertigung von Komponenten der elektrischen Verbindungstechnik (itsowl-SelfXPro2)

Problemstellung
Elektrische Kontakte sind das Herzstück von Komponenten der elektronischen Verbindungs- und Automatisierungstechnik, wie beispielsweise von Steckern in Steuerungen und Schaltgeräten. Da sie für den zuverlässigen Betrieb von Maschinen und Anlagen verantwortlich sind, werden hohe Anforderungen an die Präzision der kleinen Metallteile gestellt. Diese Metallteile werden durch Umformprozesse hergestellt, die sehr empfindlich für Änderungen in den Betriebsbedingungen wie z. B. Materialeigenschaften oder Temperatur sind. Um die Qualität zu gewährleisten und den Ausschuss klein zu halten, ist ein aufwändiges Einrichten der Produktionsmaschinen notwendig. Gesucht sind Verfahren, mit denen die Einstellungen der Produktionsmaschinen bei Änderungen der Materialeigenschaften des Rohmaterials automatisiert nachjustiert werden können. Durch neuartige Technologien der Selbstkorrektur sollen zukünftig die Qualität, Zuverlässigkeit und Effizienz des Umformprozesses optimiert werden.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-SelfXPro2 ist die Entwicklung von Regelungsstrategien, Sensoren und Aktoren für selbstkorrigierende Umformprozesse im Bereich der elektronischen Verbindungs- und Automatisierungstechnik. Die Produktionsmaschinen sollen sich für unterschiedliche Produkte eigenständig an sich ändernde Betriebsbedingungen anpassen.

Vorgehensweise
Dazu werden die Anforderungen an die zu fertigenden Komponenten, die Materialeigenschaften und die Parameter des Umformprozesses analysiert. Auf dieser Grundlage werden Regelungsstrategien und -algorithmen für die Selbstkorrektur des Umformprozesses entwickelt. In einem nächsten Schritt werden innovative Sensoren und Aktoren konzipiert. Diese erkennen Abweichungen im Material und in den Betriebsbedingungen und unterstützen die autarke Anpassung der Maschineneinstellungen. In dem Projekt wird auf Ergebnisse der Cluster-Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“ und „Intelligente Vernetzung“ zurückgegriffen. Die Sensoren, Aktoren und Regelung werden anhand eines Demonstrators und anschließend in einer prototypischen Umgebung validiert. Darüber hinaus werden sie in einem Baukasten für weitere Anwendungen verfügbar gemacht.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch die Projektergebnisse werden die Zuverlässigkeit, Qualität und Effizienz bei der Produktion von elektrischen Kontakten der elektronischen Verbindungs- und Automatisierungstechnik erhöht. Der Aufwand für das Einrichten und Umrüsten der Maschinen sowie der Ausschuss werden reduziert. Insgesamt wird eine Produktivitäts- und Effizienzsteigerung von 10 v. H. angestrebt. Die Ergebnisse können auf weitere Produktionsprozesse übertragen werden, wie z. B. auf Elemente der Automobil- und der Möbelindustrie. Über Transferprojekte und Engineering-Unternehmen von it´s OWL werden die entwickelten Technologien für weitere Unternehmen verfügbar gemacht.

• Universität Paderborn
• Weidmüller Interface GmbH & Co. KG