EHIP - Entwicklung und Herstellung eines einsetzbaren Industrie-4.0-Piloten

Im Juni 2017 haben wir als Ingenieurbüro Lehmann GmbH das Programm EHIP ins Leben gerufen.

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Hierfür haben wir insgesamt sechs Partner aus dem Bereich der Werkzeugherstellung, der Prozessassistenzsysteme, der Automatisierung und des Sondermaschinenbaus, der Softwareentwickung auf Shop-Floor-Ebene und einer Universität.  Ziel ist die Entwicklung und Herstellung eines Industrie-4.0-Piloten, den wir planen, zusammen mit einem Kunden konkret umzusetzen.

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"Glattwalzen und Festwalzen in der Praxis"

In unserer digitalen Schublade haben wir unser Fachbuch, das wir ausgesuchten Kunden kostenlos und im Eigenverlag übergeben.  Es enthält unschätzbares Know-how und Praxistipps rund um das Thema Glattwalzen und Festwalzen.

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HyTraMeS© - Hydromechanical Force Transmission And Measuring System

Das HyTraMeS©-System ist eine vollständige Neuentwicklung der Ingenieurbüro Lehmann GmbH.  Es stellt eine völlig neue Lösung dar, Walz- und Umformkräfte auf die zu bearbeitenden Werkstücke und Oberflächen zu übertragen.  HyTraMeS© steht dabei für "Hydromechanical Force Transmission and Measuring System", das Walz- und Umformkräfte in einer Kombination aus hydraulischen und mechanischen Komponenten überträgt und unmittelbar über Kraft überwach-/mess-, kontrollier- und steuerbar macht.

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Das eingetragene HyTraMeS©-Verfahren ist Basis einer ganzen Reihe von Werkzeugvarianten und Lösungen.  Zunächst ist das Verfahren für die Außenbearbeitung konstruiert.  Hier werden zylindrische oder konische Konturen genauso unterstützt, wie Planflächen, Übergangsradien und sphärische Flächen.

In nachfolgenden Lösungen wird HyTraMeS© auch für die Innenbearbeitung konstruiert werden.

Die drei HyTraMeS©-Varianten

  1. HyTraMeS©-Rigid:  Das Kraftübertragungssystem ist vollständig steif ausgelegt und ermöglicht die umfassende Kontrollierbarkeit der Walz- und Umformkraft.
  2. HyTraMeS©-Spring:  Das Rigid-System wird ergänzt durch eine mechanische Einheit für den variablen Kraftauf- und -abbau bei weiterhin umfassender Kontrollierbarkeit der Walz- und Umformkraft.
  3. HyTraMeS©-Full:  Sowohl das Rigid- als auch das Spring-System können ergänzt werden durch eine vollständige Steuerbarkeit sowohl der Walz-/Umformkraft, der Federkennlinie und des Hubs des Walzkörperhalters.  Das Full-System besitzt dabei ein vollständig geschlossenes Hydrauliksystem zur aktiven Steuerung der Kraft und des Hubs.  Es handelt sich hierbei um ein Werkzeugsystem, das zusätzlich eine Prozesssteuerung benötigt.

Einsatzgebiete/Anwendungen der HyTraMeS©-Varianten

  1. HyTraMeS©-Rigid
    • Um-/Einformen von Nuten
    • Bördeln von Werkstückrändern
    • Festwalzen unter vollständig kontrollierten Kraftbedingungen z. B. von zylindrischen, leicht konischen Flächen und Übergangsradien
    • Bei Einsatz von entsprechender Maschinensteuerung alle Glatt- und Festwalzanwendungen
  2. HyTraMeS©-Spring
    • Alle Glatt- und Festwalzanwendungen, die heute mit mechanischen und z. T. hydrostatischen Werkzeugen gelöst werden
  3. HyTraMeS©-Full
    • Alle Glatt-/Festwalz- und Umformanwendungen mit vollständiger Kontrolle und Regelung der Steifigkeit, Federkennlinie, Kraftentfaltung und Kraftverweilung

Besonderheiten von HyTraMeS©

  • Das verwendete Hydrauliksystem ist vollständig geschlossen und damit unempfindlich gegenüber Einflüssen aus der Vorbearbeitung bzw. während des Prozesses.  Sowohl Spanbeschuss als auch ein Verharzen oder Verkleben der Komponenten stellen dadurch keine Probleme dar.
  • Die Messung der Walz- und Unformkraft erfolgt direkt in Form eines Kraftsensors.  Es erfolgt keine Druckmessung, die in eine resultierende Kraft übersetzt oder umgerechnet werden müsste.  Der Sensor liefert die unmittelbar wirkende Kraft.
  • HyTraMeS©-Rigid eignet sich hervorragend für Umformprozesse, in denen es notwendig ist, dass sich die Geometrie des Werkzeugs während des Prozesses nicht verändert.  Dadurch ist sichergestellt, dass die Zustellung des Werkzeugs punktgenau erfolgt.  Durch den eingesetzten Kraftsensor ist die Maschine oder eine Prozessüberwachung und -regelung jederzeit über die wirkende Kraft informiert und kann bei Einsatz einer Prozesssteuerung bei Bedarf regeln.
  • Ähnlich den Glatt- und Festwalzwerkzeugen auf Basis mechanischer Federn oder auf Basis hydrostatischer Lagerung, erlaubt HyTraMeS©-Spring einen passiven, kontrollierten, einstellbaren Kraftauf- und -abbau.  HyTraMeS©-Full erlaubt dies ebenfalls und ermöglicht zudem noch ein durch die Maschinensteuerung aktiv geregelten Kraftauf- und -abbau.
  • HyTraMeS©-Spring und HyTraMeS©-Full erlauben es, selbst größere Werkstücktoleranzen auszugleichen.
  • HyTraMeS©-Full ist in der Lage, sowohl einen kontrollierten Kraftauf- und -abbau zu gewährleisten als auch den Hub des Walzkörpers aktiv gesteuert zu beeinflussen.  Dadurch können Freiformflächen bearbeitet werden, bei denen sich das Werkzeug selbständig an die Kontur innerhalb von Millisekunden anpasst.  Weiterhin können exzentrische Bauteile bearbeitet werden, ohne dabei die Exzentrizität im CNC-Programm abbilden zu müssen.  Weiterhin kann HyTraMeS©-Full sicherstellen, dass auf der Oberfläche immer die gewünschte, parametrierte Kraft aufgebracht wird.  Es kann selbst ein Kräfteverlauf (an-/absteigend, variabel) realisiert werden.  Die Überwachung und Regelung erfolgt dabei volldigital.
  • Jede HyTraMeS©-Variante erlaubt die Messung der wirkenden Walz-/Umformkraft in Millisekunden-Auflösung.  Dies ermöglicht eine lückenlose Prozessüberwachung zur Erkennung von Prozessfehlern, zur Sicherstellung der Prozesssicherheit, zur Detektion von Werkzeug- oder Werkstückbrüchen, zur Dokumentation kritischer Prozesse (z. B. dokumentationspflichtige Bauteile).
  • Alle HyTraMeS©-Varianten unterstützen den Industrie-4.0-Gedanken, indem die Werkzeuge eine Eigenintelligenz besitzen.
    • Die Rigid- und Spring-Varianten kennen sich selbst, wissen über Standzeiten, Kräfte und Wartungsintervalle bescheid und melden im Prozess wirkende Walz- und Umformkräfte.
    • Die Full-Variante erlaubt zudem eine volldigitale Steuerung der wirkenden Kraft und des Hubs des Walzkörperhalters während des Bearbeitungsprozesses.
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