StartseiteUnternehmenKundenmagazin WIN!Im EinsatzMaschinenverhalten lernen, proaktiv handeln

Maschinenverhalten lernen, proaktiv handeln

Intelligente Datenanalyse verhilft Grenzebach zu Qualitätssicherung in Echtzeit und vorausschauender Maschinenwartung für seine innovativen Rührreibschweißsysteme. Damit trägt der Maschinen- und Anlagenbauer dazu bei, die 24/7-Serienfertigung auf ein neues Level zu heben.

 

Ein sich drehender Reibstift ist das zentrale Werkzeug beim Rührreibschweißen (Friction Stir Welding, FSW), dem innovativen Fügeverfahren, das Grenzebach für Leichtmetalle wie Aluminium und dessen Legierungen entwickelt hat. Durch Reibung und Druck erzeugt der Stift die erforderliche Prozesswärme, um die Metalle plastisch zu verformen und sie durch Rotation entlang der Nahtstelle zu verrühren. Auf diese Weise ent-

steht – ohne Zugabe von Schweißzusätzen oder Schutzgas – eine robuste Verbindung, die sich durch dauerhafte Stabilität und Verzugsfestigkeit auszeichnet. Voraussetzung für dieses Ergebnis ist, dass sich der Reibstift wie gewünscht verhält. Präzise Zug- und Druckkräfte sind entscheidend für den passenden Verformungsgrad des Metalls. Eine Kontrolle der Qualität erfolgte bislang durch den Maschinenbediener, der nach dem FSW-Prozess die Schweißnaht optisch begutachtete – ein aufwendiges Vorgehen, dessen Erfolg zudem stark vom persönlichen Know-how des Anwenders abhing.

 Die per Reibstift erzeugten Schweißnähte zeichnen sich durch hohe Qualität aus – erst recht durch den Einsatz des Echtzeit-Monitorings

Die per Reibstift erzeugten Schweißnähte zeichnen sich durch hohe Qualität aus – erst recht durch den Einsatz des Echtzeit-Monitorings

Echtzeit-Monitoring beim Schweißvorgang

Als Vorreiter im Bereich Industrie 4.0 macht sich Grenzebach heute intelligente Datenanalyseverfahren zunutze, die präzise Vorhersagen ermöglichen. Hierzu kommt eine maßgeschneiderte Industrial-Analytics-Lösung von Weidmüller zum Einsatz. „Unsere an die Anforderungen von Grenzebach angepasste Analytics-Software vergleicht die an den Sensoren erfassten Kräfte während des Schweißprozesses mit einem idealen Referenzdatensatz. Sobald eine Abweichung vorliegt, die sich außerhalb der definierten Parameter befindet, erhält der Maschinen- bediener einen Hinweis und weiß sofort, dass etwas nicht in Ordnung ist. Eine manuelle Kontrolle jeder Schweißnaht entfällt somit“, erklärt der bei Weidmüller für das Projekt verantwortliche Data Scientist Dr. Daniel Kress.

Zur Ermittlung des Referenzmodells hat Weidmüller in Zusammenarbeit mit den Ingenieuren bei Grenzebach die Datensätze von mehr als 100 Schweißnähten auf ihre Relevanz hin beurteilt und anhand intelligenter Datenanalyseverfahren ausgewertet. Einen wesentlichen Bestandteil der Analysen bildete das Know-how von Grenzebach. Die Weidmüller Software kann Fehler zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit vorhersagen – Voraussetzung hierfür ist jedoch stets, dass er zuvor klassifiziert worden ist. Nur Grenzebach kann bewerten, ob eine Anomalie tatsächlich als kritischer Fehler einzustufen ist.

Produktqualität und Verfügbarkeit im Angebot

Neben der Qualitätskontrolle der Schweißnähte erfasst die Analytics-Software auch die Prozessparameter jedes produzierten Teils und ermöglicht damit eine lückenlose Dokumentation – ein entscheidender Vorteil nicht nur unter rechtlichen Aspekten, sondern auch hinsichtlich einer möglichen Rückverfolgung und Reproduktion. Gleichzeitig liefert das System frühzeitig Hinweise dazu, wann ein Auswechseln des Reibstifts ratsam ist. Mit diesem Wissen kann der Maschinen- bediener die Instandhaltungsmaßnahme so planen, dass Ausfallzeiten vermieden werden. „Ein wichtiger Faktor, denn neben der Minimierung des Ausschusses, welcher durch einen Werkzeugbruch entstehen kann, ist gerade im Maschinen und Anlagenbau die Verfügbarkeit der Maschine von großer Bedeutung“, bekräftigt Kress.

 Technologieentwickler Dr. Carlos Paiz Gatica erläutert die Funktionsweise der Anomaliedetektion: Der Abgleich von Referenzmodell und aktuellem Prozess erlaubt eine Qualitätseinschätzung in Echtzeit

Technologieentwickler Dr. Carlos Paiz Gatica erläutert die Funktionsweise der Anomaliedetektion: Der Abgleich von Referenzmodell und aktuellem Prozess erlaubt eine Qualitätseinschätzung in Echtzeit

Für sein zukünftiges Geschäftsmodell sieht das Hightech-Unternehmen Grenzebach gleich mehrere Vorteile: „Zum einen können wir unseren Kunden eine sehr genaue und überprüfbare Qualitätskontrolle sowie eine Vorhersage über den Ausfall der Anlage anbieten, durch den sie Ressourcen und Kosten sparen. Zum anderen sind wir in der Lage, datengetriebene Services umzusetzen und damit quasi die Produktqualität oder die Verfügbarkeit der Anlage zu verkaufen“, erklärt Michael Sieren, Leiter Vertrieb FSW von Grenzebach.

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Veröffentlicht im November 2017