dihw MAGAZIN 1/2024
Die Fachpublikation dihw MAGAZIN berichtet in vierteljährlichem Turnus über Werkzeuge und Prozesse zur Bearbeitung von Metallen, Metalllegierungen, Verbundwerkstoffen, Naturstein, Beton, Holz- und Holzprodukten, Glas sowie von sonstigen Produkten. Was lesen Sie im dihw MAGAZIN? Branchenübergreifende Berichte im Sinne der spezifischen Nutzung und Anwendung von Werkzeugen mit superharten Schneid-stoffen aus Diamant, PKD, CVD, CBN, oder aus Werkstoffen wie Keramik und Hartmetall. Ergänzt um fundierte Fachartikel aus Wissenschaft, Forschung und Industrie. Wer liest das dihw MAGAZIN? Entscheidungsträger im Einsatzbereich der Industriediamanten, Leser aus der internationalen Automobilindustrie sowie aus hochspezialisierten Zulieferunternehmen für die innovative Luft- und Raumfahrt. Ebenso Spezialisten aus dem Getriebebau, aus der holzverarbeitenden Industrie und Anwender von Hochleistungswerkzeugen in der Metallverarbeitung, bei der Bearbeitung von Naturstein, Beton und Glas sowie in der Holz und Kunststoff verarbeitenden Industrie.
Die Fachpublikation dihw MAGAZIN berichtet in vierteljährlichem Turnus über Werkzeuge und Prozesse zur Bearbeitung von Metallen, Metalllegierungen, Verbundwerkstoffen, Naturstein, Beton, Holz- und Holzprodukten, Glas sowie von sonstigen Produkten. Was lesen Sie im dihw MAGAZIN? Branchenübergreifende Berichte im Sinne der spezifischen Nutzung und Anwendung von Werkzeugen mit superharten Schneid-stoffen aus Diamant, PKD, CVD, CBN, oder aus Werkstoffen wie Keramik und Hartmetall. Ergänzt um fundierte Fachartikel aus Wissenschaft, Forschung und Industrie. Wer liest das dihw MAGAZIN? Entscheidungsträger im Einsatzbereich der Industriediamanten, Leser aus der internationalen Automobilindustrie sowie aus hochspezialisierten Zulieferunternehmen für die innovative Luft- und Raumfahrt. Ebenso Spezialisten aus dem Getriebebau, aus der holzverarbeitenden Industrie und Anwender von Hochleistungswerkzeugen in der Metallverarbeitung, bei der Bearbeitung von Naturstein, Beton und Glas sowie in der Holz und Kunststoff verarbeitenden Industrie.
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Bearbeitungsprozesse<br />
Prof. Dr.-Ing. Bahman Azarhoushang, , Dr.-Ing. Heike Kitzig-Frank, M.Sc. Faramarz Hojati<br />
Kompetenzzentrum für Spanende Fertigung (KSF), Hochschule Furtwangen, aza@hs-furtwangen.de<br />
Intelligentes Schleifen:<br />
Der selbstlernende virtuelle Schleifexperte<br />
Der „Grinding Expert“ ist ein am KSF<br />
entwickeltes Expertensystem für Schleifprozesse,<br />
das optimale Unterstützung zur<br />
Konzeption und Durchführung von effizienten<br />
Schleifprozessen durch die Auswahl<br />
geeigneter Abricht- und Schleifwerkzeuge<br />
und Abricht- und Schleifparameter bietet.<br />
Weiterhin ist ein Troubleshooting-Modul<br />
zur Fehlerbehebung bei fehlerhaften<br />
Schleifprozessen integriert.<br />
Inzwischen wurde der „Grinding Expert“<br />
weiterentwickelt und in industriellen<br />
Schleifprozessen validiert. In einem aktuell<br />
am KSF durchgeführten Forschungsprojekt<br />
(DQ MeisterIn) wird ein KI-Modul ergänzt,<br />
über das firmenspezifische Detaillierungen<br />
bzw. Optimierungen in das System<br />
einfließen können.<br />
Auf Anhieb optimale<br />
Schleifergebnisse<br />
Der „Grinding Expert“ wurde entwickelt,<br />
um Maschinenbedienern dabei zu helfen,<br />
auf Anhieb optimale Ergebnisse bei<br />
Schleifprozessen zu erhalten. Es besteht<br />
aus einer Kombination von Datenbanken<br />
(Materialdaten, Maschinendaten, Schleifund<br />
Abrichtwerkzeugdaten sowie Parametern<br />
zur Ermittlung von Vorschlagdaten)<br />
und einem formelbasierten Regelwerk und<br />
stellt sicher, dass effiziente Schleifprozesse<br />
mit optimalen Ergebnissen durchgeführt<br />
werden können. Nach der Eingabe der bekannten<br />
Parameter (wie Werkstückmaterial,<br />
Soll-Oberflächengüte…) können über<br />
den „Grinding Expert“ geeignete Schleifscheiben,<br />
Abrichtparameter (incl. Abrichtwerkzeuge)<br />
und Schleifparameter ermittelt<br />
werden (Abbildung 1). Als weiterer<br />
Schritt wird aktuell die Optimierung per<br />
Künstlicher Intelligenz (KI) implementiert.<br />
Die Module „Schleifscheibe“, „Abrichtparameter“,<br />
„Schleifparameter – Vorschlag, Beurteilung<br />
und Troubleshooting“ wurden<br />
bereits im vorherigen Beitragsband beschrieben<br />
[Azar21]. Neu hinzugefügt wurde<br />
das Modul „Schleifstrategie“.<br />
Schleifstrategie<br />
Über den Menüpunkt „Schleifstrategie“<br />
lassen sich beim Außenrund-Längs- und<br />
Einstechschleifen, Innenrund-Längs- und<br />
Einstechschleifen, und beim Flach-Pendel-<br />
und Tiefschleifen, demnächst auch<br />
beim Spitzenlosschleifen Vorschläge für<br />
eine mehrstufige Prozessführung anzeigen.<br />
Der Prozess wird dabei in mehreren<br />
Stufen, bestehend aus Abrichten, Schruppen,<br />
Schlichten und ggf. Feinschlichten<br />
und Ausfunken (je nach geforderter Rauheit,<br />
Formgenauigkeit und Prozessstabilität)<br />
untergliedert. Nach der ersten Schleif-<br />
Prozessstufe (Schruppen) wird in jeder weiteren<br />
Stufe jeweils u.a. Zustellung und Vorschub<br />
bzw. das Zeitspanungsvolumen und<br />
ggf. die Werkstückdrehzahl (beim Rundschleifen)<br />
reduziert, bis das Endmaß erreicht<br />
ist. Durch dieses Vorgehen können<br />
vorgegebene Maß- und Formgenauigkeiten<br />
sowie Oberflächenqualitäten erreicht<br />
werden.<br />
Im Beispiel (Abbildung 2) wurde für einen<br />
Außenrund-Einstechprozess aus den verfügbaren<br />
Werkstoffen (Stahl, Edelstahl, Nickel-<br />
und Kobaltbasierte Legierungen, Titanlegierungen,<br />
Aluminium, Hartchrom,<br />
Hartmetall, WC-CoCr, Keramik (Al2O3 und<br />
Cr2O3) und Gummi) Stahl, gehärtet ausgewählt.<br />
Verwendet werden sollte eine<br />
cBN-Schleifscheibe mit keramischer Bindung,<br />
400 mm Durchmesser und 30 mm<br />
Scheibenbreite mit B107 Körnung (das System<br />
wandelt automatisch die Körnung in<br />
Mesh). Die Umfangsgeschwindigkeit der<br />
Schleifscheibe wurde mit 50 m/s (Es wird<br />
empfohlen die maximal mögliche Schnittgeschwindigkeit<br />
auszuwählen) und der<br />
Werkstückdurchmesser mit 50 mm festgelegt.<br />
Es wurden sowohl für die Rauheit als<br />
auch für die Formgenauigkeit und Stabilität<br />
mittlere Anforderungen definiert.<br />
Der Grinding-Expert schlägt für die gewählten<br />
Parameter eine Schleifstrategie<br />
mit 4-stufigem Schleifprozess (Schruppen,<br />
Schlichten, Feinschlichten und Ausfunken)<br />
vor (Abbildung 3). Es wird jeweils ein<br />
Parameterfenster (von … bis) vorgeschlagen.<br />
Es empfiehlt sich, jeweils mit den konservativen<br />
Werten zu starten und falls der<br />
Prof. Dr.-Ing.<br />
Bahman Azarhoushang<br />
Institutsleiter<br />
Dr.-Ing. Heike Kitzig-Frank<br />
stellvertretende<br />
Institutsleiterin<br />
M.Sc. Faramarz Hojati<br />
Akademischer<br />
Mitarbeiter<br />
Abb. 1: Eingabeparameter, Verarbeitung und Ausgabeparameter des KSF-Expertensystems für<br />
Schleifprozesse<br />
40 <strong>dihw</strong> 16 1 · <strong>2024</strong>
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