CNC-Kompetenzzentrum

 

Digital Job-Shop 4.0

Maschinenhalle Urheberrecht: WZL/Winandy

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Christoph Koleczek

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Dr.-Ing. Marcel Fey

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Simon Storms, M.Sc.

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Im Rahmen der internen Forschungs- und Ausrichtungsstrategie des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen ist zur Überprüfung und zum Testen der industriellen Anwendbarkeit von entwickelten Lösungen ein industrieller Transferbereich, das CNC-Kompetenzzentrum, entstanden. Konkret ist das CNC-Kompetenzzentrum am WZL die Erweiterung der hauseigenen Mechanischen Werkstatt im Bereich der Einzel- und Kleinserienfertigung.

Ziel des CNC-Kompetenzzentrums ist es zum einen im Bereich der digitalen Produktion im Kontext von Industrie 4.0, den aktuellen Stand der Technik im Rahmen der digital unterstützten Fertigung im Hinblick auf das individuelle Fertigungsspektrum abzubilden. Zusätzlich werden innerhalb dieses Transferbereichs die in den experimentellen Forschungsbereichen entwickelten Lösungsansätze aus den Produktionswissenschaften der verschiedenen Lehrstühle in eine reale Produktionsumgebung adaptiert und auf ihre industrielle Anwendbarkeit als auch auf ihre Wirtschaftlichkeit hin getestet.

Einer der Schwerpunkte im CNC-Kompetenzzentrum ist der Aufbau und die Integration einer durchgängigen digitalen CAD-CAM-NC-Kette in den industriellen und individuellen Shop-Floor-Betrieb. Die Integration der implementierten CAD-CAM-NC-Kette basiert auf dem Aufbau der klassischen Automatisierungspyramide und bildet den gesamten Produktentstehungsprozesses, mit dem Ziel einer durchgehenden Transparenz von Produktionsplanung bis hin zum fertigen Produkt, ab.

Innerhalb dieser Wertschöpfungskette finden unter anderem TDM / TLM, CAD, CAM, NC, MES und ERP ihre Anwendung und übernehmen entlang des Produktentstehungsprozesses die Aufgaben der jeweiligen Schicht innerhalb der adaptierten Automatisierungspyramide, beispielsweise die Fertigungsgrob- und anschließende Feinplanung. Innerhalb aktueller Forschungsthematiken werden Modelle und Algorithmen entwickelt, die auf Basis von automatisierten Big-Data-Ansätzen auf Basis der heutigen Datenverfügbarkeit aus den entsprechenden Domänen entlang des Produktentstehungsprozesses beispielsweise Liefer- und Fertigungszeiten für den Kunden vorhersagen und somit den Prozess transparent machen.

Ein Schwerpunkt im CNC-Kompetenzzentrum befasst sich mit der Transparenzschaffung des realen Fertigungsprozesses innerhalb des Produktentstehungsprozesses und fokussiert sich auf den Bereich der prozessparallelen Qualitätsüberprüfung des gefertigten Bauteils. Konkret werden maschineninterne Daten aus der NC-Steuerung mit Verhaltensmodellen von Werkzeugmaschinen aus dem mechanischen und steuerungstechnischen Bereich verknüpft, um den realen Werkzeugpfad in Verbindung mit einer Werkstückdurchdringungssimulation zu simulieren. Dadurch entsteht ein virtuelles Abbild bzw. ein virtueller Zwilling des Fertigungsprozesses im Kontext des gefertigten Bauteils auf Basis von real gemessenen Daten, wodurch prozessparallele Qualitätsaussagen getroffen werden können.

 

Kompetenzen

  • Job-Shop-Produktivbetrieb
  • Durchgängige CAD-CAM-NC-Kette
  • Hochfrequente Maschinendatenerfassung an allen Maschinen
  • Zentrale Datenbankstruktur für Produktionsdaten
  • Cloud-Anbindung
  • Testumfeld für neue Softwaretools und Produkte
  • Prozessparallele modellbasierte Datenauswertung aller Bauteile