bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Erfolgskontrolle textiler Vereinzelungsprozesse*/Success monitoring of fabric separation processes
Authors: Fleischer J. , Förster F.
Published: June 2021

Die Vereinzelung textiler Zuschnitte vom Halbzeugstapel stellt die Automatisierungstechnik seit jeher vor große Herausforderungen. Am Markt verfügbare Greifer sind oft nicht in der Lage, den Erfolg dieser Handhabungsoperation zu bestätigen und beeinflussen die Prozesssicherheit negativ. In Kooperation zwischen der J. Schmalz GmbH und dem wbk Institut für Produktionstechnik wurde ein Ansatz entwickelt, um den Erfolg beim Vereinzeln textiler Kohlenstofffaserhalbzeuge zu beurteilen.

 

The separation of fabrics from a stack has always been a major challenge in the automation technology. Grippers available on the market are unable to confirm the success of this operation and influence the process negatively. In cooperation between the J. Schmalz GmbH and the Institute of Production Science wbk an approach was developed to evaluate the success of fabric separation processes.
Interaktionsfähige Roboter – vielseitige Entwicklungsaussichten
Authors: Surdilovic D. , Radojicic J. , Bastidas-Cruz A.
Published: June 2021

Trotz bedeutenden technischen Fortschritten in der Robotik-Welt, existieren immer noch viele Aufgaben, die schwer zu automatisieren sind und ohne menschliche Unterstützung nicht optimal realisierbar wären. Zahlreiche Anwendungsbeispiele, zum Beispiel komplexe Montage- und Handhabungsvorgänge, für welche bisher noch keine ausreichenden technischen und wirtschaftlichen Konzepte für eine flexible Automatisierung geschaffen wurden, zeigen den dringenden Bedarf an neuen Konzepten und Lösungen.
Neuartige Modellierung eines Galvanometer-Laserscanners*/Novel Modelling of a Galvanometer-Laserscanner
Authors: Pieczona S. J. , Zäh M. F.
Published: June 2021

Neuartige Laser-Materialbearbeitungsprozesse reizen die dynamischen Fähigkeiten aktueller Laserscanner vollständig aus. Teilweise übersteigen die Prozessanforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit jedoch die Möglichkeiten der verfügbaren Geräte. Mit einem neuen mathematischen Modell der Scannerkomponenten soll eine Ausgangsbasis für höhere modellbasierte Regelungsstrukturen geschaffen werden, die wiederum die Systemdynamik steigern.

 

Modern laser-based machining processes fully exploit the dynamic limits of current laser scanners. In some cases, the process requirements significantly exceed the capabilities of speed and accuracy. A new mathematical model of the scanner components can establish a basis for higher model-based control structures, which in turn improve the system dynamics.
Edelstahlschneiden*/Shear cutting of stainless steel
Authors: Landgrebe D. , Müller R. , Kott M.
Published: June 2021

Mit Einführung des Hochgeschwindigkeitsscherschneidens (HGSS) in die Blechbearbeitung rückt der Prozessparameter Schneidgeschwindigkeit zur Beeinflussung der Schnittkantenqualität in den Vordergrund. Aufgrund der bisher geringen industriellen Verbreitung des HGSS liegen nur wenig Erfahrungswerte für eine optimale Parameterauswahl vor. Der Fachaufsatz stellt die Ergebnisse einer systematischen Parameterstudie zum Scherschneiden von Edelstählen und deren Einordnung vor.

 

With the introduction of high-speed shear cutting (HSSC) in the field of sheet metal processing the process parameters „cutting speed“ and its for influence on the cutting edge quality has taken on a significant role. Due to the previously small industrial application of HSSC ther are correspondingly low experiences for optimicing cutting-parameters. This work presents the results of a systematic parameter study for shearing stainless steels and its resulting trends.
Hydrogeformte Strömungsprofile aus Stahlblech/Hydroforming of airfoils using bent steel sheets - Product design and technological-economical selection of sheet metal forming processes in practice
Authors: Landgrebe D. , Pröhl M.
Published: June 2021

Innerhalb des Projekts „HyBlade“ wurde ein Flügelprofil aus Stahlblech entwickelt. Zum Einsatz kommen bewährte Fertigungstechniken wie das Abkanten einer Vorform und das Hydroforming zum Kalibrieren der finalen Geometrie. Das Verfahren stellt eine hohe Maßhaltigkeit sicher – die wesentliche Voraussetzung für gute Aerodynamik und hohe Energieausbeute von Windkraftanlagen. Die wirtschaftliche Prozesskette gestattet darüber hinaus auch die Herstellung größerer Blätter mit weitaus komplexeren Geometrien.

 

In the HyBlade project, a sheet metal based airfoil used for blades of small wind turbines has been developed. Well known forming techniques have been used to produce a bent preform that is finally calibrated via hydrofoming. This manufacturing technology ensures a high accuracy of the blade, resulting in good aerodynamic conditions and energy efficiency. The very cost-effective process chain furthermore offers the possibility to form even larger blades with a higher geometrical complexity.
Planung des Einsatzes von Inline-Messtechnik*/Planning of the use of inline metrology - A case study for lithium ion battery assembly as an immature production technology
Authors: Häfner B. , Kölmel A. , Lanza G.
Published: June 2021

Bei unreifen Produktionstechnologien, wie der Batterieproduktion für elektromobile Anwendungen, ist eine geeignete Integration von Mess- und Prüftechnik in die Prozesskette von großer Relevanz. Der Fachartikel stellt einen Ansatz zur Planung der Prüfmittelallokation in einer Prozesskette vor. Die Methodik beruht auf der Kombination von Simulations- und Optimierungsverfahren.

 

For immature production technologies like automotive battery production suitable integration of measuring and testing technology into the process chain is essential. In this article an approach for the planning of the allocation of testing equipment into a process chain is presented. The method is based on the combination of simulation and optimization techniques.
Logistische Steuerung von Hochdurchsatzprüfungen*/Logistical control of high-throughput tests
Authors: Schneider D. , Funke L. , Tracht K.
Published: June 2021

Hochdurchsatzprüfungen kommen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie der Medizintechnik zur Anwendung und gestatten Analysen für eine große Anzahl von Proben. Zur logistischen Steuerung von Hochdurchsatzprüfungen mit mehreren Bearbeitungs- und Prüfstationen sind derzeit keine Methoden bekannt. Der Fachartikel stellt einen ersten Ansatz der Steuerung von Hochdurchsatzsystemen zur Materialprüfung vor. Dieser Ansatz verkürzt die erforderlichen Durchlaufzeiten der Prüfungen.

 

High-throughput tests are applied in the pharmaceutical industry, the food industry or in medical technology. They allow for testing a large number of samples. The logistical control of high-throughput systems with several test beds has not been addressed in research yet. In the following, an approach for the logistical control of high- throughput tests is presented. The approach reduces the throughput time of the tests.
Industrialisierung im Werkzeugbau – Upgrade 4.0*/Industrialization of tool making: Upgrade 4.0
Authors: Boos W. , Pitsch M. , Kuhlmann T. , Kelzenberg C.
Published: June 2021

Durch die aktuelle Wettbewerbssituation sind Werkzeugbaubetriebe am Hochlohnstandort Deutschland gezwungen, ihre Wertschöpfungsstrategien zu hinterfragen. Als das Bindeglied zwischen Produktentwicklung und Serienfertigung ist ein Paradigmenwechsel von der Werkstattorientierung zur Industrialisierung Grundvoraussetzung. Gleichzeitig nehmen aktuelle Trends und Herausforderungen entscheidenden Einfluss. Aufgabe und Ziel deutscher Werkzeugbaubetriebe ist deren Interpretation und operative Umsetzung.

 

In view of the competitive environment in a high-wage country like Germany, tool making companies are forced to reassess their current strategies. Their position between product development and series production basically calls for a paradigm change from craftsmanship to industrialization. Current trends and challenges are also exerting great influence on German tool making companies. Thus, they have to interpret them appropriately before putting them into practice.
Zerspanung von Gusseisen mit PKD-Schneidstoffen*/Compacted graphite iron machining with PCD cutting inserts - Impact of material alloy and technological parameters on the performance of PCD tools
Authors: Abele E. , Heep T.
Published: June 2021

Im Motorenbau werden vermehrt hochfeste Vermiculargusswerkstoffe mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften eingesetzt. Die Zerspanbarkeit von Gusseisen mit Vermiculargrafit (GJV) stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Die nachfolgenden Untersuchungsergebnisse verdeutlichen die Auswirkungen der Werkstoffcharge und der technologischen Randbedingungen auf das Einsatzverhalten von polykristallinen Diamantschneidstoffen.

 

Higher strength cast iron materials with improved mechanical properties are used for the construction of automotive engines. Especially machining of compacted graphite iron (CGI) is challenging for the manufacturer. This paper deals with the impact of different material batches in case of CGI-450 and with the effect of varied technological boundary conditions on tool life of polycrystalline diamond cutting tools.
Einfluss der Abrichtgrößen beim Schleifen*/Influence of dressing parameters on the grinding process - Systematic research of dressing parameters on workpiece roughness and surface integrity
Authors: Lierse T. , Karpuschewski B. , Kaul T. R.
Published: June 2021

Dieser Beitrag zeigt, dass die durch die Abrichtparameter erzeugte Schleifscheibentopographie nicht nur die Oberflächengüte des Werkstücks, sondern auch dessen Eigenspannungszustand in der Werkstückrandzone in weiten Grenzen verändert. Die Untersuchungen zum Abrichten von Korundschleifscheiben mit einer CVD-Diamantformrolle stellen den Zusammenhang zwischen dem Abrichten unterschiedlicher Schleifscheiben zur Bauteilqualität in Form der Oberflächenrautiefe und randzonennahen Eigenspannungen her.

 

The quality of the workpiece rim is changed by every grinding process. The grinding wheel topography created by the dressing process has not only influence on the workpiece roughness but also on the surface integrity. The pointed research using aluminum oxide abrasive wheels dressed by CVD diamond dressing discs shows a correlation between the dressing parameters, the workpiece roughness and the surface integrity.
Smart Tool*/Smart Tool - Intelligent sensor-based tool management
Authors: Abele E. , Grosch T. , Schaupp E.
Published: June 2021

Im Kontext von Industrie 4.0 bietet eine Optimierung des Werkzeugmanagements zahlreiche Potentiale. Durch ein Track & Trace-System, welches in den gesamten Werkzeugkreislauf integriert wird, lässt sich der aktuelle Aufenthaltsort der Werkzeuge auf Individuumsebene in Echtzeit bestimmen. Eine im Werkzeughalter untergebrachte Sensorik liefert zusätzliche Informationen über den aktuellen Zustand der Werkzeuge, beispielsweise den Verschleiß.

 

In the context of the industrial internet (Industrie 4.0), tool management offers great potential. With a track&trace-system integrated in the whole tool cycle the current location of tools can be determined at individual level in real time. Furthermore, sensors placed in the tool holder provide information about the tool`s current condition, e.g. tool wear.
Handy-Sensorik für Mess- und Kalibrieraufgaben*/Mobile phone sensors for calibrating actuators - Suitability and use of mobile phone sensors for calibrating industrial actuators
Authors: Felix T. , Denecke J. , Effenberger I.
Published: June 2021

Der Fachbeitrag beleuchtet die Funktionsweise sowie die Fähigkeiten von Sensorplattformen in modernen Smartphones. Hierzu zählen insbesondere Sensoren zur Bewegungs- und Winkelgeschwindigkeitserfassung. Wie sich diese Informationen nutzen lassen, um Einstelloptimierungen an industriellen Aktoren vorzunehmen, wird anhand eines Beispiels zur Kalibrierung pneumatischer Schwenkeinheiten erläutert.

 

This article illustrates how modern smartphone sensor platforms work and what capabilities they provide. The focus among these sensors is placed on acceleration sensors and gyroscopes. Using the example of an app, it shows how to use the acquired sensor data to optimize calibration parameters for pneumatic swivel units.
Nutzung von Betriebsdaten zur Produktionsplanung*/Use of operating data for production planning - Investigation of employee influence on the achievement of production targets
Authors: Denkena B. Prof. , Dittrich M. A. , Winter F.
Published: June 2021

Zur Steigerung der Abbildungsgenauigkeit der Ressourcen eines Fertigungssystems in der digitalen Fabrik lassen sich Betriebsdaten heranziehen. Insbesondere der Einfluss des Mitarbeiters auf das Erreichen der Produktionszielgrößen ist aufgrund seiner Komplexität nicht analytisch vorherzusagen. Im Rahmen dieses Beitrags werden daher eine Methode und deren Anwendung zur Abbildung des Mitarbeiters sowie eine Herleitung des Zusammenhangs zu den Produktionszielgrößen anhand von mitarbeiterbezogenen Betriebsdaten dargestellt.

 

Operating data can be used to increase the mapping accuracy of the resources of a manufacturing system in the digital factory. Especially the influence of the employee on achieving the production targets is not predictable analytically due to its complexity. Therefore, this paper shows a method and its application for mapping of employee and the derivation of the relationship to the production targets based on employee-related operating data.
Energieverbrauchssimulation von Werkzeugmaschinen*/Process-specific energy simulation of machine tools
Authors: Braun S. , Schraml P. , Abele E. Prof.
Published: June 2021

Energie- und Ressourceneffizienz beschreiben Qualitätsmerkmale, die auch für moderne Werkzeugmaschinen gelten. Der Energieverbrauch von Maschinen bis zu gesamten Fertigungsstandorten muss im Verhältnis zur erzielten Wertschöpfung deutlich gesenkt werden, um wettbewerbsfähig zu bleiben und unserer Verantwortung gegenüber der Umwelt zu entsprechen. Der Fachbeitrag präsentiert anhand eines Fräsprozesses ein modellgestütztes Simulations- und Prognosesystem des Energieverbrauchs von kompletten Bearbeitungsoperationen auf einer Werkzeugmaschine als Basis energetischer Optimierungen. Teil 1 des Fachaufsatzes ist erschienen in der wt-Ausgabe 1/2-2016 auf den Seiten 60 bis 64.

 

Resource efficiency and energy consumption are critical quality attributes of modern machine tools. The energy consumption of machine tools, plants and facilities must be significantly reduced relative to the value added in order to stay competitive and fulfil our responsibility towards the environment. This article presents a model-based simulation and prediction system of the expected energy consumption of machine tools executing a given process NC-program as a basis for energetic optimization measures. It is exemplified by milling operations.
Umformverhalten von Pouchzellenverpackungen*/Forming behaviour of Lithium-Ion packaging - Erichsen cupping tests for determining the technical properties of composite films
Authors: Singer R. , Fleischer J. Prof.
Published: June 2021

Die Verpackung von Pouchzellen besteht aus einer dünnen Aluminiumverbundfolie, die zu Halbschalen tiefgezogen wird. Um diesen Prozess beherrschen zu können, muss zunächst das Umformverhalten der Folie charakterisiert werden. In diesem Fachartikel werden daher Erichsentiefungsversuche diskutiert. Aus ihnen geht hervor, dass das Verbundmaterial isotrop ist und die Parameter Foliendicke, Matrizenradien sowie Temperatur das Umformergebnis der Folie maßgeblich beeinflussen.

 

The packing of pouch cells consists of a thin aluminium composite film formed into half shells by deep-drawing. In order to be able to control this process, the forming behaviour of the film must first be characterized. Therefor, this article discusses the Erichsen cupping tests. These tests show that the composite material is isotropic and the parameters such as film thickness, die radius and temperature have a significant impact on the forming result of the film.
Planung und Simulation einer CFK-Serienfertigung*/Planning and Simulation of a CFRP Production - Design of control concepts with the objective of automatic model generation
Authors: Lütjen M. , Freitag M. Prof.
Published: June 2021

In diesem Fachbeitrag wird die modellbasierte Planungsmethodik „Gramosa“ vorgestellt. Sie erlaubt eine automatische Generierung von Simulationsmodellen ausgehend von der graphischen Prozess- und Systemmodellierung. Im Schwerpunkt wird dabei auf die spezifischen Anforderungen der CFK (carbonfaserverstärkte Kunststoffe)-Serienfertigung sowie die Modellierung des Steuerungskonzepts und die Modelltransformation zur Simulation eingegangen.

 

In this paper, the model-based planning methodology “Gramosa“ is presented. The methodology allows an automatic generation of simulation models based on graphical models of processes and production systems. In this context, the paper focuses on the specific requirements of CFRP production as well as on the modeling of the control concept and the model transformation for the simulation.
Monetäre Bewertung von Montageplänen*/Monetary evaluation of assembly plans
Authors: Burggräf P. , Reuter C. , Böning C. , Wagner J. , Schmitz T. , Prinzhorn H. , Ebertz J.
Published: June 2021

Die Montage großskaliger Produkte ist von einer hohen Störanfälligkeit geprägt. Um die Dauer eines Montagestillstandes zu verkürzen, haben das WZL der RWTH Aachen und das IPH Hannover gemeinsam eine Methode entwickelt, welche die Identifikation von Montageplanalternativen und deren Bewertung anhand der logistischen Zielgrößen im Störungsfall ermöglicht. Bestand, Auslastung, Durchlaufzeit und Termintreue werden in Kosten überführt und Montagepläne somit mittels einer Größe vergleichbar.

 

Assembling large-scale products involves frequent process interruptions. To reduce the duration of an assembly stop, the WZL of RWTH Aachen University and the IPH Hannover developed an approach which is able to identify alternative assembly plans and to evaluate them on the basis of the logistic performance objectives. Stock, capacity utilization, lead time and adherence to schedule are transferred into costs and assembly plans are thus comparable based on one parameter.
Wandlungsfähigkeit in der Endmontage*/Changeability in final assembly
Authors: Fisel J. , Lanza G. Prof.
Published: June 2021

Die Integration von Nachfolgebaureihen und neuen Derivaten mit konventionellen sowie alternativen Antriebskonzepten stellt für die Automobilindustrie speziell in der Endmontage eine große Herausforderung dar. Es wird ein Vorgehen entwickelt, um diese Integration durch die Nutzung von vorgehaltener Flexibilität und vorgedachter Wandlungsfähigkeit effizient zu gestalten.

 

The integration of successor series and new derivatives with conventional and alternative fuel concept stands as a great challenge especially in final assembly within the automotive industry. Therefore, a method will be developed in order to design this integration efficiently under the usage of flexibility and changeability.
Potenziale der Distributionslogistik nutzen*/Utilizing distribution logistics’ potential - Evaluation of distribution logistics potential via a logistic assistance system
Authors: Becker J. , Arnold R. , Nyhuis P. Prof.
Published: June 2021

Die Distributionslogistik als Bindeglied zwischen Produktion und Absatzmarkt wird unmittelbar vom Kunden wahrgenommen und beeinflusst maßgeblich den Unternehmenserfolg. Dieser Beitrag stellt mit dem „Distributions-Tool“ ein logistisches Assistenzsystem vor, welches die aktuellen Logistikkosten und die Logistikleistung der Distributionslogistik ermittelt sowie Potenziale zur Senkung der Kosten und Steigerung der Leistung ausgibt. In Verbindung mit weiteren qualitativen Kriterien lassen sich logistische Szenarien generieren und umfassend bewerten.

 

The design of its distribution logistics has a decisive influence on a company‘s logistical costs and performance. They, therefore, make an essential contribution to corporate success. This article describes a decision support system for analyzing the potential of distribution logistics in terms of logistical costs and performance. Combined with other qualitative measures the decision support system will contribute to a more efficient design of distribution logistics.
Simulationsbasierte Bewertung von Weiterbildungen*/Simulation-based evaluation of further education - Potential of a company-specific approach for cost-benefit-analysis of training programs
Authors: Merwart M. , Denkena B. Prof. , Dittrich M. A.
Published: June 2021

Eine Umfrage des IFW zeigt, dass nur ein kleiner Anteil mittelständischer Unternehmen Weiterbildungsangebote in hohem Umfang nutzt. Eine Ursache ist, dass die Entscheidungsträger Weiterbildungsbedarfe und -erfolge meist nur qualitativ durch Interviews bestimmen. Für die betriebsspezifische Kalkulation des Nutzens wird am IFW eine quantitative Bewertungsmethode entwickelt. Ein Beispiel in diesem Artikel zeigt, wie auf Basis von Kennzahlen der Produktionsplanung und -steuerung Weiterbildungsstrategien betriebsspezifische Nutzenwerte zugeordnet werden.

 

A survey by the IFW shows that only a small percentage of SMEs use advanced trainings to a high extend. One reason is that decision makers determine training needs and successes only qualitatively by interviews. Therefore, the IFW develops a quantitative evaluation method for the company-specific calculation. Based on indicators from production planning and control this article shows an example how company-specific benefits of training strategies are determined.
Steuerungstechnik aus der Cloud/Cloud-based control engineering - Use-cases for cloud based production within the scope of the research project pICASSO
Authors: Kretschmer F. , Borisov A. , Pöschko R. , Chemnitz M. , Vick A.
Published: June 2021

Beschrieben werden die aktuellen Ergebnisse und geplanten Arbeiten des Forschungsprojekts „pICASSO“, dessen Schwerpunkt in der Verlagerung von Steuerungstechnik in die Cloud liegt. Fokussiert wird die Umsetzung der drei Anwendungsfälle: teilautomatisierter Handarbeitsplatz, cloudbasierte Robotersteuerung sowie Cloud-Benutzerschnittstelle. Des Weiteren werden die notwendigen Anforderungen und Lösungen an die Sicherheit in der Kommunikation und Datenübertragung sowie einer geeigneten Ausführungsplattform erläutert.

 

This article describes the current results and future work of the research project pICASSO, whose key aspect is the relocation of control engineering into the cloud. It focuses on the realization of the three use cases: partly automated hand-work place, cloud-based robot control and cloud human-machine-interface. Furthermore the necessary requirements and solutions for security in communication and data transfer as well as a suitable execution environment are described.
Wandlungsfähiges Konzept für die Montage 4.0*/Versatile Machinery Concept for Automated Assembly
Authors: Vorderer M. , Junker S. , Lechler A. , Verl A. Prof.
Published: June 2021

Das in diesem Fachbeitrag vorgestellte Maschinenkonzept adressiert die heutigen Herausforderungen der Montagetechnik wie Variantenvielfalt und Stückzahlschwankung durch die Erhöhung der Wandlungsfähigkeit. Zentrale Elemente sind automatisierte Funktionseinheiten, welche technisch zur eigenständigen Strukturerkennung und Selbstbeschreibung befähigt sind. Zur Laufzeit lassen sich diese ohne zusätzliche Konstruktion und Programmierung gemäß der zu bearbeitenden Montageaufgabe zusammenstellen.

 

The presented machinery concept addresses today‘s challenges in assembly technology such as product variety and quantity variation by enhancing versatility. Central elements are function-oriented standardized automation devices, which technically are featured with independent structure recognition and self-descriptive capabilities. The devices can be arranged at runtime to automate a given assembly task without additional engineering and programming efforts.
Planetenrollengewindetriebe mit neuer Geometrie*/Planetary roller screws with new geometry
Authors: Brecher C. Prof. , Fey M. , Hildebrand M.
Published: June 2021

Innerhalb der Rollengewindetriebe sind Planetenrollengewindetriebe aufgrund der sehr hohen Tragfähigkeit, Steifigkeit und Positioniergenauigkeit die am meisten verbreitete Bauart. Diesen Vorteilen steht eine bauartbedingte Einschränkung der realisierbaren Gesamtsteigung gegenüber. Es konnte anhand analytischer und experimenteller Untersuchungen gezeigt werden, dass sich diese Einschränkung durch eine Variation der Gewindegangzahlen der Spindel und der Mutter positiv beeinflussen lässt.

 

Due to the very high load capacity, rigidity and positioning accuracy, planetary roller screws are the most common type of roller screw drives. These advantages are contrasted by a limitation of total pitch caused by geometry parameters of this type. It was shown on the basis of analytical and experimental studies that this limitation can be positively influenced by a variation of the thread numbers of the spindle and the nut.
Qualitätsbeurteilung beim Laserstrahlschweißen*/Quality assessment during remote laser welding
Authors: Haubold M. W. , Zäh M. F. Prof.
Published: June 2021

Das Remote-Laserstrahlschweißen (RLS) mit Scanneroptiken gewinnt in der industriellen Anwendung aufgrund seiner hohen Flexibilität weiter an Bedeutung. Am iwb wird eine Systemtechnik für diesen Schweißprozess entwickelt, die in der Lage sein soll, auftretende Schweißspritzer automatisiert zu erkennen und daraus eine Qualitätsbeurteilung abzuleiten. In diesem Fachartikel wird das Konzept zur automatischen Überwachung des Schweißprozesses vorgestellt.

 

Remote laser welding using scanning optics is gaining importance in industrial use, due to its flexibility. For this reason, a system technology for automated spatter detection is being developed at iwb. The collected data of spatter characteristics is used to automatically generate a welding quality report. This article will present the overall concept composed of a scanning optics, a process camera, and a processing unit for an automated monitoring of the remote laser welding process.
Servicenetzwerkplanung*/Methodology for planning service networks
Authors: Kopf R. , Klar J. , Pfister H. , Lanza G. Prof.
Published: June 2021

Maschinenhersteller müssen sich neben ihren Maschinen vor allem durch zusätzliche Instandhaltungs- und Wartungsdienstleistungen im Wettbewerb differenzieren. Um diese Dienstleistungen beim Kunden „vor Ort“ anbieten zu können, müssen Servicestandorte beziehungsweise -netzwerke geplant werden. Am wbk Institut für Produktionstechnik wurde eine Methodik entwickelt, welche die Instandhaltungsstrategie der Werkzeugmaschinen in der Planung berücksichtigt.

 

An increasing global competitive pressure makes it essential for machine manufacturers to differentiate themselves from their competitors by additional services. These services are sold together with the machines to form the so called hybrid service packages. Service networks are needed to offer such services. At wbk institute of Production Science a methodology has been developed for planning a service network taking the machines service strategy into account.
Automatische HiLS-Generierung für komplexe Maschinen*/Automated creation of HiLS of complex machine tools
Authors: Scheifele S. , Verl A. Prof.
Published: June 2021

Die Hardware-in-the-Loop-Simulation (HiLS) von Maschinen und Anlagen wird eingesetzt, um die Zeiten zur Herstellung einer Maschine zu verkürzen und die Softwarequalität der Steuerung zu erhöhen. Inzwischen spielt sie auch bei der Projektierung und der Konzeptüberprüfung eine immer größere Rolle. Der Fachbeitrag zeigt auf, mit welchen Methoden der Modellierung wiederverwendbare Modelle geschaffen und so automatisch HiLS generiert werden können.

 

The hardware-in-the-loop simulation (HiLS) of machinery and equipment is used to reduce the time needed for producing a machine tool and to enhance the software quality of control systems. Today HiLS also plays an important role for commissioning machine tools and for the concept verification. This paper points out which methods can be used for the modeling of reusable models and, thus, how an automated generation of a HiLS can be realized.
Prozessdynamik und Maschinentemperatur*/Process dynamics and machine temperature - Effect of the machine temperature on the dynamic characteristics of machine tools
Authors: Baumann J. , Hense R. , Wiederkehr P.
Published: June 2021

Die erreichbare Genauigkeit von Werkzeugmaschinen hängt unter anderem von den Bedingungen am Aufstellort ab, wobei die Temperatur aufgrund ihres Jahres- und Tagesgangs sowie weiterer externer und interner Wärmequellen eine besonders wichtige Rolle spielt. Das gilt auch für die dynamischen Eigenschaften der Werkzeugmaschinen und deren Auswirkungen auf den Prozess. Dies ist bei der Simulation von Maschinenschwingungen zu berücksichtigen.

 

Facing the rising number of exported machine tools supplied by German manufacturers, the influence of the ambient temperature on process results becomes more variant, less predictable and moderate, and thus a constructive task and scientific matter. While the thermal influence on the process accuracy is extensively investigated, this work takes a closer look on the achievable process stability at different ambient temperatures, using modern measurement and simulation techniques.
Unterstützung manueller Tätigkeiten*/Supporting manual tasks - Using the example of the quality-critical process of scarfing of CFRP structures
Authors: Weidner R. , Rodeck R. , Wuldfsberg J. P. Prof. , Schüppstuhl T. Prof.
Published: June 2021

Trotz Streben nach dem Automatisieren von Produktionsprozessen in vielen Bereichen werden manuelle Tätigkeiten auch in Zukunft einen hohen Stellenwert bei der Wertschöpfung einnehmen. Ein Ansatz zur Lösung der damit verbundenen Herausforderungen sind Unterstützungssysteme nach dem Konzept des „Human Hybrid Robot – HHR“. Dieser Beitrag stellt konzeptionelle Überlegungen für entsprechende Systeme am Beispiel des Schäftens von Strukturen aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) vor.

 

Despite all efforts for the automation of production processes in numerous areas, manual tasks will continue to play an important role within value creation chains in the future. Support systems based on the concept of the “Human Hybrid Robot – HHR” are one approach to solve the challenges related to this. On this basis, the article introduces conceptual considerations for appropriate systems using the example of scarfing of carbon fiber reinforced plastic structures.
Parallele Seilroboter in Theorie und Praxis/Cable-Driven Parallel Robots in Theory and Practice - The potential of lightweight construction, energy efficiency and high dynamics, with elasticity as a key challenge
Authors: Tempel P. , Pott A.
Published: June 2021

Parallele Seilroboter können große Massen mit hohen Dynamiken über weite Arbeitsräume bewegen und damit für Aufgaben eingesetzt werden, die außerhalb der Möglichkeiten konventioneller Industrieroboter liegen. Die notwendigen Kräfte werden von Winden erzeugt und mittels Seilen zum Endeffektor übertragen. Die Elastizität sowie Flexibilität der Seile bietet viel Potential für Theorie und Praxis. Die Seile und deren Dynamik, welche die Bewegung von Seilrobotern vorherrschend beeinflusst, stehen im Fokus dieses Projektes.

 

With their high payload capacity, cable-driven parallel robots can move over large workspaces under high dynamics and thus be used for tasks beyond the scope of conventional industrial robots. The forces required for motion are generated by winches and applied to the end effector by cables. The elasticity and flexibility of these cables offers great potential for theory and practice. Understanding the predominant influence of the cables‘ dynamics on the movement of cable robots is a key challenge faced in this project.
Durchgängige CAx-Kette bei der mechanischen Bearbeitung mit Industrierobotern*/Continuous CAx-process-chain for machining with industrial robots
Authors: Karim A. , Waibel A. , Abel S. , Verl A. Prof.
Published: June 2021

Industrieroboter für die spanende Bearbeitung gewinnen zunehmend an Attraktivität, ihr Einsatz wird aktuell allerdings durch die im Vergleich zu Werkzeugmaschinen geringere erreichbare Bearbeitungsqualität beschränkt. Unter Verwendung einer durchgängigen CAx-Kette stellen sie jedoch durchaus flexible Alternativen dar, insbesondere für Anwendungen, welche nur mäßige Anforderungen an Genauigkeit beziehungsweise Oberflächengüte haben. Für die Fertigung von Schaltschränken soll exemplarisch das Potential zur kostenarmen und effizienten mechanischen Bearbeitung grobtolerierter großvolumiger Bauteile aufgezeigt werden.

 

Industrial robots for machining become increasingly attractive, but their use is currently limited by the achievable machining quality, which is lower compared to machine tools. The deployment of a continuous CAx-process-chain however makes industrial robots a flexible alternative, particularly for applications with low requirements respective accuracy and surface quality. The potential for economic and efficient machining of roughly tolerated and large-size components will be demonstrated by manufacturing control cabinets.
Trajektorienbasierte Strategie für die Regelung des Tiefziehprozesses während des Hubes*/Trajectory-based closed loop control for controlling deep-drawing process
Authors: Liewald M. Prof. , Barthau M. , Braun S.
Published: June 2021

Am IFU der Universität Stuttgart wurde ein Regelkreis für das Tiefziehen entwickelt, welcher einen regelnden Eingriff in den Tiefziehvorgang während des Hubes erlaubt. Die Umsetzung dieses Regelungskonzeptes erfolgte mittels eines Ziehwerkzeugs, das an eine vereinfachte Geometrie eines PKW-Vorderkotflügels angelehnt ist. Beschrieben werden die messtechnische Ausstattung des Versuchswerkzeugs, der Aufbau des Regelkreises und die Entwicklung der Regelstrategie. Des Weiteren werden die Ergebnisse der Simulation sowie der ersten Versuche dargestellt.

 

At IFU, University of Stuttgart a control loop for deep-drawing process, with control intervention during deep-drawing stroke was developed. The closed-loop control was demonstrated on a fender shaped geometry. Described are the measurement devices, design of the closed-loop and the featured control strategies. Results of simulation and sensitivity analysis are also shown.
Trockenumformung strukturierter Halbzeuge aus 16MnCr5 und 42CrMo4*/Dry forming of surface structured workpiece made of 16MnCr5 and 42CrMo4 - Determination of friction shear stress by means of a pin-on-cCylinder Tribometer
Authors: Hild R. , Trauth D. , Mattfeld P. , Bastürk S. , Brögelmann T. , Kruppe N. , Bobzin K. Prof. , Klocke F. Prof.
Published: June 2021

Der Einsatz von Schmierstoffen gestattet bisher die Umformung von Massivbauteilen. In der „Green Factory“ wird auf die Verwendung dieser Schmierstoffe verzichtet. Daraus resultieren unbekannte Anforderungen an das trockene Tribosystem. Selbstschmierende Werkzeugbeschichtung und strukturierte Halbzeuge ermöglichen das trockene Tribosystem und reduzieren die Reibschubspannung. Der Fachbeitrag zeigt die Auswirkungen von Oberflächenstrukturen auf Halbzeugen auf die Reibschubspannung.

 

Solid and liquid lubricants enable bulk metal forming processes. In the “Green Factory”, the application of lubricants is to be avoided. The absence of lubricants results in unknown demands on a dry tribosystem. Possible enablers of the dry tribosystem are self-lubricating tool coatings and structured workpieces that lower the friction shear stresses. This contribution shows how the workpiece structuring influences the friction shear stress.
Glattwalzen unter hohen Geschwindigkeiten/High velocity ball burnishing - Rotating ball burnishing tool reduces processing time and improves surface quality due to high velocities
Authors: Hiegemann L. , Rutenhofer L. , Tekkaya A. E. Prof.
Published: June 2021

Glattwalzen wird genutzt, um Oberflächen einzuebnen, indem die Oberflächenunebenheiten umformtechnisch geglättet werden. Da das Walzen inkrementell erfolgt, ist es bisher zeitaufwendig und somit wenig wirtschaftlich. Das Institut für Umformtechnik und Leichtbau hat ein Verfahren entwickelt, das eine schnellere Bearbeitung durch höhere Walzgeschwindigkeiten gewährleistet. Untersucht wird der Einfluss der erhöhten Geschwindigkeit und des Walzbahnabstandes auf das Walzergebnis.

 

Ball burnishing is used for smoothing surfaces by forming the surface asperities. Since the rolling process is incremental, it is rather time-consuming and therefore not particularly economical. The Institute of Forming Technology and Lightweight Construction has developed a new rolling process that enables faster processing through higher burnishing speeds. This article investigates the effect of the increased rolling velocity and of the rolling track distance.
Selbstlernender Biegeprozess*/Self-learning bending process
Authors: Engel B. Prof. , Kopfer P.
Published: June 2021

Es wird eine Methode zur adaptiven Rückfederungskompensation von Blechbiegeprozessen im Folgeverbund vorgestellt. Die Methode ist von der Grundstruktur bauteilunabhängig und kann – auf Basis dieser Struktur – einfach für andere Bauteile und / oder Prozessbedingungen angepasst werden. Die Umsetzung der Methode erfolgt für ein Demonstrationswerkzeug, das über eine unabhängig von der Pressenbewegung steuerbare Biegeachse sowie ein integriertes Messsystem verfügt.

 

A method for the adaptive springback compensation in bending processes of sheet metal parts is presented. The method has a structure, which is independent of the part to be bent and can be adapted easily to different parts and process conditions. The implementation of the compensation and correction method is carried out on a demonstration tool, which features an additional independently controllable servo axis as well as an integrated measuring system.
Aktives Werkzeug für Verbundbauteile*/Active tool for composite components
Authors: Zorn W. , Albert A. , Drossel W.-G. Prof. , Nendel W.
Published: June 2021

Die Anwendung von Aluminium in der Umformtechnik ist in aller Regel mit engeren Prozessgrenzen verbunden – so auch bei der Herstellung von Aluminium-Kunststoff-Verbundbauteilen. Dieser Fachbeitrag thematisiert einen Ansatz zur werkzeugseitigen Prozesssicherung durch einen aktiven Blechhalter. Die Entwicklung und Erprobung erfolgte unter Nutzung eines bestehenden Werkzeugkonzeptes zur Herstellung entsprechender Hybridstrukturen.

 

The use of aluminum in the forming technology is usually linked to an increasing process instability. This can be shown during the manufacturing of aluminum/plastics composite components. This paper presents an approach for the tool-based process control using an active blankholder. The development and proof of concept was realized by means of an existing tool concept for the manufacturing of those hybrid structures.
Hybride Werkstoffverbunde auf Nickelbasis
Authors: Landgrebe D. Prof. , Lehnert T. , Schubert N.
Published: June 2021

Anforderungen an Umwelt- und Klimaschutz, wachsender Energiebedarf, steigende Energiekosten sowie die Erhöhung der Sicherheit bilden den Ausgangspunkt für Forschungstätigkeiten im maritimen Sektor. Im Rahmen des Verbundprojekts „INKOV – Entwicklung innovativer Kolben- und Ventillösungen mit Werkstoffverbunden in Schiffsmotoren“ werden metallische Werkstoffverbunde entwickelt und untersucht, mit deren Einsatz in Großdieselmotoren Stickoxid-Emissionen verringert werden sollen [1].
Bohren von PMMA mit Polymerfolien*/Drilling of PMMA with polymer films
Authors: Stehle T. , Becker D. , Eisseler R.
Published: June 2021

Die Zerspanung von Polymethylmethacrylat (PMMA) stellt höchste Anforderungen an die Qualität der Bauteile. Dies wird erschwert durch eine hohe Kerbempfindlichkeit, geringe Kratzfestigkeit und die Notwendigkeit Kühlschmierstoffen anzuwenden, um mögliche Aufschmelzungen aufgrund schlechter Wärmeleitung zu unterdrücken. Als alternative Lösung wurde die Anwendung von selbstklebenden Polymerfolien auf der Werkstückoberfläche beim Trockenbohren von PMMA untersucht.

 

The cutting of polymethyl methacrylate (PMMA) puts high demands on parts quality. Good quality is hindered by notch sensitivity, low scratching resistance, and low thermal conductivity necessitating cooling lubricant to oppress the fuse of the material. Alternatively, this study researches self-adhesive polymer films for drilling without cooling lubricant.
Vernetzte Prozesssimulation für innovative Leichtbautechnologien/Linked process simulation for innovative lightweight technologies
Authors: Gude M. Prof. , Müller M. , Stegelmann M. , Günzel S. , Höhne K. , Meißen F. , Wiedemann S.
Published: June 2021

Das „Forschungs- und Technologiezentrum für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (Forel)“ ist ein Netzwerk mit Beteiligung namhafter Partner in zahlreichen anwendungsnahen Forschungsprojekten. Vielfach werden in Projekten Simulationsketten zur durchgängigen übergreifenden Bewertung von Fertigungstechnologien aufgebaut. Dabei stehen vor allem neue Werkstoffmodelle und angepasste Schnittstellen zwischen Prozess- und Struktursimulation im Vordergrund.

 

The centre for research and technology for resource-efficient lightweight structures of electric mobility (Forel) is funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and supported by the Project Management Agency Karlsruhe (PTKA) Dresden. Forel is a network of renowned partners participating in application-oriented research projects. In the projects, diverse simulation chains are built up for a consistent and comprehensive analysis of manufacturing technologies. The focus is on new material models and adapted links between process und structural simulation.
Vereinfachte Qualitätsbeurteilung in jeder Raumrichtung*/Simplified quality assessment in each direction Additive Manufacturing - Quality assurance of additive manufactured parts by test-artefacts
Authors: Heinl M. , Loderer A. , Galovskyi B. , Hausotte T. Prof.
Published: June 2021

Der Fachbeitrag beleuchtet die Entwicklung einer standardisierten Prüfkette mittels Test-Artefakten zur Post-Prozess-Qualitätsbeurteilung additiv gefertigter Bauteile. Das erlaubt eine Evaluierung der Maschinen- und Prozessfähigkeit des selektiven Laserstrahlschmelzens (SLM), wodurch prozessbedingte Limitierungen aufgezeigt und Fertigungsgenauigkeiten verbessert werden können. Die Charakterisierung einer geeigneten Artefakt-Referenzgeometrie sowie optische Analysen der Maßhaltigkeit mittels Streifenlichtprojektion stehen hierbei im Vordergrund.

 

This paper illustrates the development of a standardized approach by test-artefacts to analyze the process-quality assessment of additive manufactured workpieces. Thus an evaluation of the machine and process capability of the selective laser melting (SLM) is ensured to identify process-related limitations and to improve production accuracies. The characterization of a suitable artifact reference geometry, as well as optical analysis of the dimensional accuracy by fringe projection will be aspired.
Geometriemessungen auf Werkzeugmaschinen*/Geometric measurements on machine tools - Minimization and calculation of measurement uncertainty
Authors: Ohlenforst M. , Dahlem P. , Peterek M. , Schmitt R. Prof.
Published: June 2021

Geometriemessungen auf Werkzeugmaschinen sind immer häufiger gefragt. Insbesondere bei der Großbauteileproduktion bieten sie ein hohes Potential, um Kosten und Zeit zu sparen. Anders als Koordinatenmessgeräte sind Werkzeugmaschinen rauen Umgebungsbedingungen von Produktionshallen ausgesetzt, welche die Messungen deutlich beeinflussen können. Der Fachbericht befasst sich mit einem Vorgehen, um umweltbedingte Störeinflüsse und die damit induzierten Messunsicherheiten zu bestimmen und zu reduzieren.

 

Geometric measurements on machine tools are getting more and more important for the production of large parts due to the big cost and time saving potential. Unlike coordinate measuring machines, machine tools are exposed to rough shop floor conditions generating large measurement uncertainties. The article describes a procedure to define and reduce these disturbances and the specific measurement uncertainties.
Streckziehen keramischer Grünfolien*/Stretch drawing of ceramic green tapes - Investigation of the factors influencing to the stretch drawing capacity of ceramic green tapes
Authors: Spiller Q. , Baumeister M. , Fleischer J. Prof.
Published: June 2021

Im Bereich der Pulvertechnologie stellt das Streckziehen keramischer Grünfolien eine wirtschaftliche Möglichkeit dar, dreidimensionale Halbzeuge herzustellen. Im Rahmen des AiF-Projekts „Inka“ werden die Einflüsse der Prozess- und Geometrieparameter auf die Streckziehfähigkeit von keramischen Grünfolien aus dem Werkstoff ZrO2 experimentell untersucht. Dabei kommen statistische Methoden zur Ermittlung der Haupt- und Wechselwirkungseffekte zum Einsatz.

 

In the field of powder technology stretch drawing is an economic way to produce three-dimensional semi-finished products. In the context of the AIF Project “Inka“ the influences of process and geometry parameters are experimental examined on stretch drawing capacity of ceramic green tapes of material ZrO2. Statistical methods are used to find out main effects and interaction effects.
Bohrfolien erhöhen Bearbeitungsqualität*/Application of supportive foils in drilling fibre-reinforced plastics - Functional supportive foils increase machining quality in drilling fibre reinforced plastics
Authors: Becker D. , Schneider M. , Esch P.
Published: June 2021

Um die Bearbeitungsqualität bei der Bohrbearbeitung von faserverstärkten Kunststoffen zu steigern, wurden funktionale Bohrhilfsfolien untersucht und bewertet. Die Bohrfolien decken den Bohrungseintritt und -austritt ab. Diese mechanische Abstützung bewirkt, dass typische Schadensphänomene wie Delaminationen oder Ausfransungen reduziert werden.

 

Functional foils are investigated in drilling fibre-reinforced plastics. In order to increase performance and machining quality, supportive foils are applied on the entry and exit side of a drilling specimen. By mechanical support of the foils typical damage phenomena are reduced and quality output is increased.
Surface Engineering
Authors: Farajian M. , Schubnell J. , Luke M.
Published: June 2021

Für das neue Oberflächenbehandlungsverfahren von metallischen Bauteilen „Hochfrequenzhämmern“ haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM eine Simulationsprozedur zur Vorhersage der Bauteillebensdauer entwickelt. Bisher war dieser Nachweis nur experimentell möglich. Mit dem neuen Werkstoffmodell können Bauteilentwickler beispielsweise im Automobil-, Flugzeug- und Turbinenbau die voraussichtliche Lebensdauer ihrer Bauteile exakter vorhersagen und so Leichtbaupotentiale besser ausschöpfen.
Ansätze zur Planung von Kommissioniersystemen*/Approaches to the planning of order picking systems
Authors: Martini A. , Mauksch T. , Stache U. Prof.
Published: June 2021

Die Planung von Kommissioniersystemen ist eine komplexe und anspruchsvolle Aufgabe. Verglichen werden ausgewählte Planungsverfahren der vergangenen 40 Jahre hinsichtlich ihrer grundsätzlichen Funktionsweise, der Vorgehensweise bei der Entscheidungsfindung sowie der Rahmenbedingungen, Eignungen und Anwendungsvoraussetzungen. Abschließend werden der übergeordnete Entwicklungspfad und dessen mögliche Fortsetzung aufgezeigt.

 

The planning of order picking systems constitutes a complex and demanding task. This article compares selected planning approaches regarding their fundamental functionality, their strategy of decision-making as well as framework conditions, suitability, and application requirements. Finally, the authors point out the general development path and its potential continuation.