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Schluss mit Stopp & Go Umformprozesse für den Schiffbau können in Echtzeit überwacht werden

Quelle: Fraunhofer IOF 3 min Lesedauer

Im Rahmen des Projekts „DIKUQ“ haben Fraunhofer-Forscher aus Jena eine Echtzeit-3D-Messtechnik entwickelt, mit der die Digitalisierung im Schiffbau vorangetrieben werden kann ...

Beim Kaltumormen von Blechteilen für den Schiffbau musste man sich bisher auf die Expertise von Fachleuten verlassen, um Gutteile zu erhalten. Das ging aber nicht ohne Produktionsunterbrechungen. Am Fraunhofer IOF arbeitet man deshalb an der Digitalisierung ...(Bild: Fraunhofer IOF)
Beim Kaltumormen von Blechteilen für den Schiffbau musste man sich bisher auf die Expertise von Fachleuten verlassen, um Gutteile zu erhalten. Das ging aber nicht ohne Produktionsunterbrechungen. Am Fraunhofer IOF arbeitet man deshalb an der Digitalisierung ...
(Bild: Fraunhofer IOF)

Beim Biegen tonnenschwerer Stahlbleche für einen Schiffsrumpf hängt die finale Geometrie bisher oft vom geschulten Blick und dem Erfahrungswissen der Werker ab, wie es vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) heißt. Dabei entscheiden nur Millimeter darüber, ob das Blech später stabil und passgenau ist. Das Problem dabei war, dass man den Umformprozess immer wieder stoppen musste, um mögliche Formabweichungen manuell prüfen zu können. Das war ein Zeitfresser und schloss denn Fehler nicht aus. Also warum nicht auch bei diesem Thema digitalisieren? Aber herkömmliche Ansätze zur Digitalisierung dieser Prozesse aus der industriellen Serienfertigung lassen sich auf die individuelle Fertigung von Einzelstücken im Schiffbau jedoch kaum übertragen, wie die IOF-Forscher wissen. Das Verbundprojekt „DIKUQ“ (Digitalisierung der kaltplastischen Umformung durch kontinuierliche Qualitätskontrolle) setzt genau dort an! Dabei entwickelte das IOF mit Partnern eine teilautomatisierte Prozesskette für Schiffsbauteile, die in dieser Art umgeformt werden, zu der etwa auch das Tiefziehen, das Biegen und das Kaltwalzen gehören. Ein Schwerpunkt dabei ist, wie man die Werkstücke entlang der gesamten Prozesskette präzise und digital erfassen kann.

Probleme beim Umformen werden ohne Zeitverlust erkannt

Dafür hat man am IOF ein neuartiges „Highspeed Inline“-3D-Messsystem entwickelt. Dabei handelt es sich um ein latenzarmes 3D-Sensornetzwerk, mit dem das Werkstück digital erfasst werden kann. So, heißt es, werden präzise Soll-Ist-Vergleiche direkt an der Presse möglich. Das System besteht laut Aussage der Forscher aus jeweils zwei synchronisierten Kameras auf der rechten und linken Seite des Werkstücks, die mit den zugehörigen Projektoren gekoppelt sind. So ließe sich ein Messvolumen von bis zu vier × zwei × 0,5 Meter in weniger als einer halben Sekunde vollständig checken. Die gewonnenen Bildsequenzen werden dann per Triangulation zu einem präzisen 3D-Modell des Werkstücks rekonstruiert, wie es weiter heißt. Eine Hauptkomponente des Systems ist ein flächenbasiertes 3D-Messverfahren mit strukturiertem Licht, das im nahen Infrarotbereich (NIR) strahlt. Dabei wird ein unregelmäßiges Muster auf die Objektoberfläche projiziert, das sich gemäß des Verlaufs der Geometrie des Werkstücks verformt. Diese Verzerrung des Musters liefert den Experten dann die Informationen für die 3D-Rekonstruktion. Der gravierende Vorteil dieses Vorgehens ist, dass man die Rückmeldungen in Echtzeit erhält. Auch Nichtexperten sehen dann also sofort, wo am Blech etwas nicht in Ordnung ist, um dann gezielt nacharbeiten zu können.

Für die Echtzeit-3D-Messung von kaltplastischen Umformprozessen von Metallblechen hat man am Fraunhofer-IOF ein Sensornetzwerk aus der Taufe gehoben. Es besteht unter anderem aus synchronisierten Kameras und einem Projektor für die digitale 3D-Datenerfassung.(Bild: Fraunhofer-IOF)
Für die Echtzeit-3D-Messung von kaltplastischen Umformprozessen von Metallblechen hat man am Fraunhofer-IOF ein Sensornetzwerk aus der Taufe gehoben. Es besteht unter anderem aus synchronisierten Kameras und einem Projektor für die digitale 3D-Datenerfassung.
(Bild: Fraunhofer-IOF)

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