Vom Tunen, TEM und…

Im Idealfall macht der Anwender gar nichts: Er startet seine Anlage und produziert am laufenden Band i.O.-Teile. Wie ihm dabei Maschinenbauer und die Stahlindustrie helfen, zeigt Teil zwei der Umfrage zur Qualitätssicherung.

28. März 2007
Verhalten von Stahl: Wie sich kaltgewalzte Werkstoffe aus dem eigenen Hause im Umformwerkzeug verhalten, beantwortet die ThyssenKrupp Extrapolationsmethode.
Bild 1: Vom Tunen, TEM und… (Verhalten von Stahl: Wie sich kaltgewalzte Werkstoffe aus dem eigenen Hause im Umformwerkzeug verhalten, beantwortet die ThyssenKrupp Extrapolationsmethode. )

Der zweite Teil der bbr-Umfrage beschäftigte sich alphabetisch mit Lösungen von M (Müller Weingarten) bis T (Trumpf). Auf zwei verschiedene Möglichkeiten zur Qualitätssicherung setzt die Müller Weingarten AG. In der Entwicklung befindet sich eine EDV-Lösung für die Online-Überwachung aus der Ferne. Eine andere ausgefuchste Offline-Lösung präsentierte das Unternehmen kürzlich: Der Anwender kann seine Anlage mithilfe von drei Tools zum ›PressTuning‹ optimieren. Dazu zählt das Simulieren der Mechanisierung und der Antriebe (Motion Tuning), der Steuerung (Control Tuning) oder des Materialflusses sowie Handlings (Virtual Tuning). »Wenn wir aus der Simulation heraus an die Anlage gehen, erheben wir nicht den Anspruch, dass wir die Steuerung einspielen und alles läuft reibungslos«, erklärt Georg P. Holzinger, Bereichsleiter Forschung und Entwicklung. Aber er geht davon aus, dass die eigentliche Inbetriebnahme nur noch einen Bruchteil der bisher etlichen Tage dauert. Im Mittelpunkt des neuen Presstunings steht der digitale Simulator. Alleinstellungsmerkmal des ›DigiSim‹ ist die Offline-Programmierung der Presse. Sämtliche in der Simulation festgelegten Parameter lassen sich direkt in die Pressensteuerung übertragen. Die Idee kommt an: Laut Holzinger haben »zwei namhafte deutsche Automobilhersteller des Premium-Bereichs DigiSim bereits erworben«.

Maßgeschneidert

Qualitätssicherung ist bei der Fr. W. Schnutz GmbH & Co. KG aus Siegen eingebaut, denn die Richtmaschinen entstehen maßgeschneidert. Für einen schwedischen Kunden entstand beispielsweise eine Maschine für Lochbleche, bei der es besonders auf Flexibilität und Feinfühligkeit ankam. Konstrukteur Dipl.-Ing. Alexander Niessen: »Das Richten von Lochblechen ist besonders schwierig, weil es sich nicht um eine homogene Struktur handelt.« Deswegen bestehe die hohe Kunst des Herstellers darin, die Anlage werksseitig bereits so feinfühlig einzustellen, dass der Anwender mit möglichst wenig Verstellungen ein sehr gutes Richtergebnis erhält. Daher setzt Schnutz auch ausschließlich frequenzgeregelte Servomotoren ein, die über eine Siemens S7 angesteuert werden. Eine automatische Überprüfung der Planheit eines Bleches gingen zwar viele an, doch bisher zählt menschliche Kontrolle als das Maß aller Richtdinge. »Die optische Prüfung des Bedieners nach dem Richten ist immer noch ausschlaggebend für die Qualität des Bleches. Bei Lochblechen ist ein Messen der Planheit dagegen wegen der großen Bandbreite nahezu unmöglich. Da lässt sich mit Automatisierung wenig erreichen«, erklärt Niessen.

Sicher Fügen

Für reproduzierbare, garantierte Qualität bei Einpress-, Füge- und Tox-Druckfüge- beziehungsweise Clinchverbindungen sorgt das QS-System der Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG Weingarten aus Weingarten. Die Prozessüberwachung ›CEP 400‹ sorgt für die durchgängige Überwachung von Clinchvorgängen inklusive Trendüberwachung und Prozessablaufsteuerung. Marketingmanager Wolfgang Laux: »Die Anforderung nach diesem Programm kommt von Stammkunden aus der Automobilindustrie.« Es geht also um sogenannte D-Teile: Bei sicherheitskritischen Systemen müssen alle Parameter beim Herstellen für jede einzelne Komponente dokumentiert werden. Die Basisversion verfügt dazu über 64 Prüfprogramme (Prozesssoftware). Optional gibt es eine Prozessablaufsteuerung für das Tox-Clinchen. Als weitere wichtige Neuheit bezeichnet Laux die direkte X-Maß-Anzeige, die einen direkten Vergleich von Soll- und Ist-Werten ermöglicht: »Die Verbindung ist dann in Ordnung, wenn das gemessene X-Maß innerhalb des zuvor festgelegten Toleranzbereichs liegt.« Kontrolle und Auswerten des Prozesses laufen automatisch und vollkommen zerstörungsfrei ab.

Stahlqualität

Was bieten Stahlhersteller ihren Kunden in Sachen Qua­litätssicherung? TEM heißt beispielsweise die Methode, mit der die Division Auto der ThyssenKrupp Steel AG die Qualität bei der Blechumformung verbessern will. Die drei Buchstaben stehen für die ›ThyssenKrupp Steel Extrapolationsmethode‹, mit der sich der Prüfaufwand beim Ermitteln von Werkstoff-Kennwerten deutlich verringern lassen soll. Der Stahlhersteller beliefert Automobilhersteller und -zulieferer mit diesem Software-Baustein, damit diese dann Werkstoffkennwerte in die jeweiligen Umform-Simu­lationsprogramme einspeisen können. Das TEM-Programm gibt es zunächst nur für kaltgewalzte Produkte des Unternehmens. Der Hintergrund: Es gibt verschiedene Prüfverfahren, mit denen sich das Verfestigungsverhalten ermitteln lässt, die aber oft zu lange dauern, zu viel kosten und teilweise auch noch nicht genormt sind. Die Anwendungstechniker von ThyssenKrupp Steel haben jetzt einen neuen Weg gefunden, den Aufwand für die Ermittlung von Verfestigungsverhalten und Grenzformänderungskurve zu verringern und zugleich zuverlässigere Daten zu gewinnen. Für die kaltgewalzten Stähle aus dem ThyssenKrupp Steel Programm führten sie eine Serie hydraulischer Tiefungen durch, deren eigene Ergebnisse durch weitere Testlabors überprüft wurden. Anwender können jetzt mit den Formeln allein auf Basis des preiswerten und schnellen Zugversuches zuverlässige Aussagen über das Werkstoffverhalten auch für Dehnungsbereiche machen, die durch den Zugversuch praktisch nicht abgedeckt werden. Nun reicht dieser Test aus: TEM liefert laut ThyssenKrupp Steel verlässliche Kurven für die Umformsimulation auf Knopfdruck.

Online-Monitoring und Crash-Schutz

Das Gros der Kunden der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH aus Ditzingen sind Jobshops. Entsprechend fallen die Ansprüche an die Art der Qualitätssicherung aus. Produktmanager Ralf Kohllöffel: »Die Jobshops fordern von sich aus keine Prozesskon­trolle. Die Nachfrage besteht eigentlich nur dann, wenn ihre Kunden es im Rahmen der Dokumentation verlangen würden.« Anders sieht es bei den anspruchsvollen Kunden der Jobshops aus, die auch zu den Kunden von Trumpf Laser gehören: Die Automobilhersteller benötigen oft ein Online-Monitoring. Die Ditzinger können dazu ihre hochwertigen Lasersysteme mit nahezu allen gängigen Überwachungssystemen ausstatten. Die Laserexperten legen dann aber auch Wert darauf, dieses System in ihre Anlagen zu integrieren. Allerdings übernehmen sie für diese Fremdsysteme keine Garantie über die Qualität der Messergebnisse. In der Entwicklung befindet sich allerdings ein eigenes Überwachungssystem. Der Anwender kann seine Qualität aber nicht nur mit Online-Prozessüberwachung verbessern, sondern auch durch die schnelle Reaktion auf Fehlbedienungen, vor denen niemand gefeit ist. Der Crash ist dabei ein Thema, über das niemand gerne spricht. Trumpf stellte auf der Euroblech einen speziellen Crashschutz vor, der die Folgen eines Zusammenstoßes des Laserkopfs mit einem Bauteil abmildert. Es handelt sich um einen Bearbeitungskopf mit Magnetkupplung, die sich bei Kollisionen löst und so Stillstandszeiten minimiert. Nach dem Vorfall ist der Kopf, gesichert durch eine Kunststofflasche, schnell wieder eingesetzt und die Maschine kann ohne neues Vermessen arbeiten. Das Gefährliche für die Qualität sind nämlich nicht Total­ausfälle, sondern leichte, nicht sichtbare Beschädigungen etwa von Achsen. »Die B-Achse verfügte beispielsweise früher über eine Rutschkupplung, die sich bei Zusammenstößen leicht verschoben hat«, erklärt der Produktmanager. Wenn dann an der Maschine ein unaufmerksamer Bediener arbeitete und die B-Achse nicht überwacht wurde, sank die Qualität. Die neue Magnetkupplung sorgt nun dafür, dass sich die Achse nicht verstellt. Ein anderer typischer Bedienfehler ist der Einsatz des falschen Werkzeuges. Eine automatische Identifikation schließt nun an der Trulaser Cell 7040, der neuen 3D-Lasermaschine, Bedienfehler beim Tauschen des Laserkopfes aus und ermöglicht außerdem schnelles Auswechseln. Kohllöffel: »Auf diese Weise erleichtern wir dem Bediener den Arbeitsalltag.«

Erschienen in Ausgabe: 02/2007