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Verbesserungen an Produktionssystemen für dünne Metallbleche

In der heutigen Fertigungsindustrie kommen zahlreiche komplexe Prozesse zur Anwendung. Zu den Schlüsselelementen gehört das Stanzen und Prägen von dünnen Metallblechen, ein Arbeitsgang, der Voraussetzung zur Erzielung qualitativ hochwertiger Ergebnisse ist. PROTOOL ist ein neuartiges Konzept, das unter dem Aspekt der Produktqualität entwickelt wurde und die Integration neuer Technologien in Produktionssysteme ermöglichen soll.

Industrielle Technologien

Die anhaltende Expansion der Fertigungsindustrie erfordert bei der Bereitstellung von Zulieferteilen mehr Produktivität zu möglichst geringen Kosten. Gleichwohl bleibt die Einhaltung anspruchsvoller Qualitätsstandards durch die Produkte im Hinblick auf die Maßhaltigkeit und die Materialeigenschaften der entscheidende Faktor. Hinzu kommt, dass die Vielfalt der benötigten Komponenten größer als je zuvor ist, was sich wiederum auf die Komplexität der produzierten Teile auswirkt. Um all diesen Aspekten Rechnung zu tragen, sollte das Hauptaugenmerk auf das Design und die Entwicklung der Produktionsmittel wie Pressen, Werkzeuge und Zustellsysteme gelegt werden. Das PROTOOL-System ist ein neues Konzept zur Anwendung neuer Technologien in Systemen zum Formen von Metallblechen und soll die Überwachung einiger relevanter Parameter des Prägevorgangs wie z.B. der Formbarkeit der Bleche, der Komponentenstabilität, der Ziehfähigkeit und der Zykluszeit ermöglichen. Es beinhaltet eine ausführliche Dokumentation der Benutzeranforderungen für die Analyse von Spezifikationen, die zur Verbesserung des Prägevorgangs dienen sollen, ein Mess- und Datenerfassungssystem für die wichtigsten Parameter (darunter die Ziehkraft, die Haltekraft für den Zuschnitt und den Verfahrweg für den Zuschnitthalter), ferner einen computerbestückten Detektor, der Prägefehler in einer Zone erfassen kann und mit Aussortierfunktionen ausgestattet ist, sowie ein neuronales Netz, das in Verbindung mit Fuzzy-Logik verschiedene Prozessparameter laufend neu bewertet und so für eine Optimierung der Neuteil-Produktionszone sorgt. Daneben enthält das System drei Subsysteme, die auch in einer Standardpresse enthalten sind, nämlich eine Haltestift-Einstellvorrichtung, eine Rammen-Parallelitätsvorrichtung und eine Vorrichtung zum Abbremsen des Stößels. Die Haltestift-Einstellvorrichtung bewirkt eine Umverteilung der Kräfte der Zuschnitt-Haltestifte in Abhängigkeit von den Erfordernissen für das jeweilige Werkstück. Die Rammen-Parallelitätsvorrichtung reguliert die Lastverteilung und sorgt für die Aufrechterhaltung der parallelen Ausrichtung der Ramme während des Pressenhubes, was Fehler auf Grund unsymmetrischer Lasten verhindert und die Werkzeuglebensdauer verlängert. Die Vorrichtung zum Abbremsen des Stößels bremst den Stößel zum Zeitpunkt des Auftreffens ab, was zu erheblichen Verringerungen der Aufprallkraft, des Werkzeugverschleißes, der Maschinenschwingungen und des erzeugten Lärms führt. Diese Eigenschaften wirken sich letztlich auch positiv auf die Ziehfähigkeit und die Zykluszeit aus. Allgemein lässt sich das System zur Vorhersage der Riss- und Runzelbildung einsetzen, also der beiden wichtigsten Einflussfaktoren beim Entstehen von Defekten, wobei für die Breite der Risse und die Höhe der Runzeln nur geringe Einschränkungen bestehen. Auch am System selbst wurden Verbesserungen erzielt. So fand man beispielsweise in einem Fall heraus, dass auch bei einer geringfügigen Verkleinerung der Zuschnittabmessungen noch ein akzeptables Teil hergestellt wurde. Die Umsetzung dieser Modifikation in der Produktion führte zu Einsparungen von £0,12 pro Teil oder £69.000 pro Jahr. PROTOOL ist in Kombination mit allen kleinen, mittelgroßen und großen Prägestempeln einsetzbar. Die Standardisierung dieser Technik führt zu einer effizienten und effektiven Prozesssteuerung. In Zahlen bedeutet dies eine Verkürzung der Zykluszeit um 10%, eine Verringerung der Leerlaufzeit um 30% und eine Verbesserung der Produktqualität um 20% durch Reduktion von Ausschuss und Produktionsfehlern. Der Aufbau einer automatischen Prozesssteuerung für die Metallform- und Bearbeitungsprozesse wird zu einer Verbesserung der Produktqualität bei gleichzeitigen Kosten- und Zeiteinsparungen führen und für die unterschiedlichsten Industriebetriebe in Europa von Bedeutung sein.

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