KMU-innovativ Digitalisierung von Schleifprozessen zur automatischen Schleifparameterregelung (DigiSchleif)

Problemstellung
Wenn Produkte aus Holz, Metall oder zusammengesetzten komplexen Materialen, wie beispielsweise Papierwaben, gefertigt werden, erwarten Kunden eine exzellente Qualität der Oberflächen. In produzierenden Unternehmen kommen dabei zu einem großen Anteil industrielle Bandschleifmaschinen zum Einsatz, sei es für den Flächenschliff oder für die Kanten- und Profilbearbeitung. Industrielle Schleifmaschinen sind hochautomatisierte Anlagen, die eine flexible Anzahl von wechselbaren Schleifmodulen für Längs- und Querschliff enthalten. Um die hohe Flexibilität im Herstellprozess sicherzustellen, werden momentan die Schleifmodule im industriellen Einsatz manuell eingestellt bzw. parametrisiert. Um einen immer höheren Bedarf an hochindividuellen oder naturbelassenen Produkten in der Produktion handhaben zu können, sind automatisierte Lösungen bei Änderungen und damit für die Parametrierung erforderlich. Diese sollen auch Qualitätsschwankungen im Schleifprozess erkennen und ausgleichen. Damit soll die Produktqualität gesteigert und zusätzlich die Nutzungsdauer der Schleifbänder unter wechselnden Bedingungen erhöht werden. Dies ist derzeit aufgrund fehlender integrierter Sensorik in den Maschinen und einer darauf aufbauenden, automatisierten Prozessregelung nicht möglich.

Ziel
Hier setzt das KMU-innovativ-Projekt DigiSchleif an, es ist eine Lösung für eine schnelle automatische Einstellung beziehungsweise Nachführung von Schleifparametern zu entwickeln.

Vorgehensweise
Damit das System Fehler und Abweichungen frühzeitig erkennen kann, werden zusätzliche Sensoren im Kontaktbereich zwischen Schleifband und Werkstück integriert. Des Weiteren wird ein optisches Prüfmodul entwickelt, das die Qualität der geschliffenen Bauteile im Maschinenauslauf kontrolliert. Aufgrund der gewonnen Daten und mit zusätzlichen Methoden des Maschinellen Lernens sollen so Fehler im Schleifprozess frühzeitig erkannt werden. Zusätzlich ermöglicht die automatisierte Datenverarbeitung eine Anpassung der Schleifparameter in Echtzeit. Die dazu notwendigen technologischen Eingriffsgrenzen sind vom Werker vorab festzulegen.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch diese Neuentwicklung soll eine zeit- und ressourceneffiziente Bearbeitung kleiner Losgrößen mit variierender Werkstücke unter Wettbewerbsbedingungen ermöglicht werden. Die Lösung kann sowohl bei Möbelherstellern als auch in Handwerksbetrieben Anwendung finden und zum Einsatz kommen.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG