dihw MAGAZIN 1/2023

Bearbeitungsverfahren
Prof. Dr.-Ing. Bahman Azarhoushang, Dr.-Ing. Heike Kitzig-Frank;
Kompetenzzentrum für Spanende Fertigung (KSF), Hochschule Furtwangen, aza@hs-furtwangen.de
Optimierung und automatisierte
Dokumentation der Abricht- und
Schleiftechnologie dank des virtuellen
Expertensystems
Das Schleifen ist bei der Fertigung hochwertiger Produkte oft einer der letzten, wenn nicht der letzte Bearbeitungsschritt.
Da eine fehlerhafte Schleifbearbeitung zu hohen finanziellen Verlusten führen kann,
werden Schleifvorgänge meist von erfahrenden Maschinenbedienern durchgeführt. Die Schleifparameter
werden in vielen Fällen entweder durch die Erfahrung der Maschinenbediener oder im Trial-and-Error-Verfahren
ermittelt und entsprechen oft nicht den optimalen Bearbeitungsparametern. Hinzu kommt die Auswahl
der Schleifscheiben, der Abrichtwerkzeuge und der geeigneten Abricht – und Schleifparameter, die
auch wesentlich zu einem optimalen Schleifergebnis beitragen. Maschinenbediener ohne ausreichende Erfahrung
auf dem Gebiet der Schleiftechnologie sind hier im Regelfall überfordert und halten an Schleifscheiben,
Schleifparametern, Abrichtwerkzeugen und Abrichtmethoden fest, die „schon immer“ zur Herstellung
ähnlicher Werkstücke verwendet oder von den Werkzeugherstellern angeboten wurden. Auch die
Beurteilung von Schleiffehlern auf den Werkstücken stellt für die meisten Maschinenbediener eine Herausforderung
dar.
Am KSF wurde ein Expertensystem
für Schleifprozesse (Grinding
Expert) entwickelt, das optimale
Unterstützung zur Konzeption
und Durchführung von effizienten
Schleifprozessen durch die
Auswahl geeigneter Abricht- und
Schleifwerkzeuge und Abrichtund
Schleifparameter bietet. Weiterhin
ist ein Troubleshooting-Modul
zur Fehlerbehebung bei fehlerhaften
Schleifprozessen integriert.
In dieser Veröffentlichung werden
die einzelnen Module des Expertensystems
für Schleifprozesse beschrieben.
Zielsetzung
Das Schleifen ist eine Schlüsseltechnologie
und eines der wichtigsten
Fertigungsverfahren für die
Bearbeitung von Bauteilen mit hohen
Anforderungen an die Maßund
Formgenauigkeit und die
Oberflächenqualität. Des Weiteren
kann ein sehr breites Werkstückspektrum
durch Schleifen bearbeitet
werden. Die stetig steigenden
Qualitätsanforderungen, die allgemeine
technische Fortentwicklung
und gleichzeitig der Druck auf die
Produktkosten im internationalen
Wettbewerb führen zu einer erhöhten
Bedeutung des Schleifprozesses
in der Fertigung und einer höheren
Priorität der Schleifprozessoptimierung
[1]. Das Schleifen wird
nicht zu Unrecht als eines der komplexesten
Fertigungsverfahren beschrieben,
da es zahlreiche Prozesseingangsparameter
und Prozesskenngrößen
besitzt, die das zu erwartende
Prozessergebnis maßgeblich
bestimmen. In Bild 1 sind
die wesentlichen Prozessparameter
zusammengestellt.
Das notwendige fertigungstechnische
Fachwissen zur optimalen
Auswahl der entsprechenden Prozesseingangsparameter
ist beim
Bedienpersonal oft nicht in der
notwendigen Tiefe vorhanden.
Diese Problemstellung wird durch
den Mangel an Fachkräften für Fertigung
von Spezialkomponenten
und -instrumenten noch verschärft.
Der stark erhöhte Aufwand bei der
Prof. Dr.-Ing. Bahman Azarhoushang
Institutsleiter
Dr.-Ing. Heike Kitzig-Frank
stellvertretende Institutsleiterin
Bild 1: Prozesseingangsparameter, Prozesskenngrößen und Prozessausgangsparameter
beim Schleifen [1].
42 dihw 15 1 · 2023