MTG und das Forschungsprojekt Fräsamo – Vermeidung kostspieliger Maschinenausfälle aufgrund von Werkzeugverschleiß durch KI-basierte akustische Überwachung in der Metallbearbeitung

Maschinenausfälle durch Werkzeugverschleiß zählen heute mit zu den größten Herausforderungen in der industriellen Produktion.

Häufige verschleißbedingte Werkzeugwechsel und damit verbundene Ausfallzeiten führen nicht nur zu Qualitätseinbußen in der Teilefertigung, sondern erhöhen auch die Produktionszeit und Kosten. Betroffen ist die gesamte Bandbreite der mechanischen Bearbeitung am Markt, von der Großindustrie, wie z.B. der Automobilindustrie, bis hin zu kleinen Lohnfertigungsbetrieben.

Durch den Einsatz innovativer Prozess- und Zustandsüberwachungssysteme sollen solche Ausfälle perspektivisch vermieden und die Werkzeugstandzeiten optimiert werden.

Es geht Analyse vorhandener Fehlerquellen im laufenden Prozess, um den Zustand des Werkzeugs, z.B. beim Drehen oder Fräsen von Metall, präzise zu ermitteln, Maschinen ressourceneffizient zu steuern und die Bearbeitungsqualität von Bauteilen auf hohem Niveau zu gewährleisten.

Aufbauend auf der Erfahrung, dass Fachpersonal im Bereich der Zerspanung häufig akustische Signale bzw. subjektiv wahrgenommene akustische Reize nutzt, um mögliche Prozessveränderungen und Störgrößen zu detektieren, soll mittels KI-basierter akustischer Überwachung eine zuverlässigen Erkennung von Verschleißzuständen von Fräswerkzeugen ohne zusätzliche Sensorik in Echtzeit direkt am Werkzeug und im laufenden Prozess ermöglicht werden.

Das Ziel des Forschungsprojektes Fräsamo besteht somit in der Entwicklung einer neuen Generation intelligenter Echtzeit -Überwachungssysteme für die Zerspanungstechnik durch eine Kombination aus akustischer Signalverarbeitung und Künstlicher Intelligenz zur zuverlässigen Erkennung von Verschleißzuständen von Fräswerkzeugen ohne zusätzliche Sensorik direkt am Werkzeug und im laufenden Prozess.

Die Einbindung von EU-Fördermitteln unterstreicht die Relevanz des Projekts für die europäische Industrie und die strategische Bedeutung der Weiterentwicklung von Industrie-4.0-Technologien.

Wesentliche Details:

• Technologie: Es werden die akustischen Signale analysiert, die während des Fräsprozesses entstehen.
• Projektpartner: Unter anderem das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT und die Technische Universität Ilmenau.
• Ziele: Durch das akustische Monitoring sollen folgende Vorteile erzielt werden:
  • Weniger Ausfälle in der Produktion.
  • Optimierte Wartungsintervalle.
  • Längere Werkzeugstandzeiten.
  • Höhere Effizienz in der Fertigung.

Aufgabenbereich der Microtech Gefell GmbH:

Entwicklung von Schutzkappen für Messmikrofone für erschwerte Inline-produktionsumgebungsbedingungen

Projektlaufzeit: Januar 2025 — Dezember 2027

Verbundthema: Rechtzeitige Verschleißerkennung zur Optimierung der Werkzeugstandzeit

Fördergeber:

Das vom Freistaat Thüringen geförderte Vorhaben wurde durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.