Virtuelle kinematische Optimierung für die Warmumformung

Anlagen und Werkzeuge für die Umformung sind hoch spezifische Projekte mit hohen Investitionsvolumen und langen Zeiträumen bis zu ihrer Realisierung. Dabei sind nicht nur die umzuformenden Bauteile spezifisch und können, auch wenn diese nur marginalen Änderungen zu einem Vorgänger unterliegen, enorme Anstrengungen erfordern, um prozessstabil bei gleichbleibend guter Qualität gefertigt zu werden.

Ähnliches gilt auch für die Umformsysteme. Alleinstellungsmerkmale und technische Eigenheiten der Anlagenbetreiber, technologische Neuerungen eingeschlossen, werden in Neuanlagenprojekten umgesetzt. Hierzu müssen diverse Einzelsysteme zu einem performant funktionierenden Ganzen verkettet werden. Frontloading – also das planerische Optimieren im Vorfeld – kann dabei die Projektrisiken deutlich minimieren und durch das Visualisieren der Bewegungs- und Prozessabläufe zu einem deutlich besseren Ergebnis führen.

 „Einhundertmal hören ist weniger gut als einmal sehen.

Einhundertmal sehen ist weniger gut als einmal tun.“

 

Taichi Ohno

„Gemba“ & „Mieruka“ beschreiben zwei Grundprinzipien des Lean Management. In beiden geht es um das genaue Hinsehen. Gemba bedeutet so viel wie „Betrachte es am Ort des Geschehens“. Doch was tun, wenn die Anlage oder die Betriebsmittel geplant, aber noch nicht real in Produktion sind? Wie kann man schwerwiegende, zeit- und geldintensive Planungsfehler vermeiden und Ideen validieren?

Mieruka dagegen kann grob mit „Erzähl' mir nicht davon, zeig es mir“ übersetzt werden. Hierbei geht es um das Visualisieren – oder auch begreifbar machen. Jeder, der in der Praxis bereits einen Durchlaufplan mit Freigängigkeitskurven mit einem Einrichter besprochen hat, kennt wohl dieses Thema. (Einrichter sind die beste Quelle, um in der Fertigung Probleme aufzuzeigen. Sie können direkt Konstruktionsfehler benennen, die beim fertigen Werkzeug ersichtlich werden. Leider besteht aber eine große Barriere, wenn es darum geht solche Erkenntnisse, in einem Konstruktionsumfeld - womöglich mit 2D Freigängigkeitskurven, und im Vorfeld zu gewinnen.)

Die virtuelle, kinematische Simulation kann in diesem Kontext in vielerlei Hinsicht für Abhilfe sorgen. Dabei geht es zum Einen um das Klären von Kollisionsfragen bzw. zu wissen, ob ausreichend Freigängigkeit gegeben ist. Speziell im Bereich der Warmumformung jedoch geht es noch darüber hinaus um die Temperatur bezogenen Aspekte. Also welche Zeit es bedarf, um die Bauteile im Ofen auf Temperatur zu bringen, welche Zeit die Teile benötigen bis zur Anhebevorrichtung, wie und wann erfolgt die Übergabe der Bauteile an den Transfer?

Durch die Simulation, quasi in Echtzeit (oder genauer gesagt auf einer gemeinsamen Welle, denn auch das synchrone Verlangsamen aller Achsen ist ein Vorteil der Simulation gegenüber dem realen Prozess), können all diese Teilprozesse gemeinsam visualisiert und im Kontext der Pressen- und Transferbewegung vorab geprüft und optimiert werden. In der Anlagenplanungsphase kann das Maschinenkonzept allen Stakeholdern visualisiert und begreifbar gemacht werden. Nicht nur, dass technische Risiken minimiert werden, auch werden alle Beteiligten gleichermaßen mit ihren Erfahrungen und ihrem Knowhow integriert.

Aus unternehmerischer Sicht ist der Benefit der Simulation, dass Ausbringungsmengen bestimmt und somit Alternativen wirtschaftlich bewertet werden können – noch bevor auch nur eine Anlagenkomponente in die Fertigung gegangen, oder bestellt worden ist.

Das in dem folgenden Video gezeigte Anlagenkonzept beruht auf einem Warmumformprozess. Alle gezeigten Details wurden mit dem Standardumfang der Software erstellt. Die Platine wird unter einer vorgegebenen Zeit dem Ofen zugeführt und kann in einer zweiten unabhängigen Zeit aus dem Ofen der Hebeeinrichtung zugeführt werden. Die Hebeeinrichtungen sind transferabhängig angesteuert. Ein Zwei-Balken 3-Achs Transfer nimmt die Bauteile von der Hebeeinrichtung und legt diese in das Werkzeug ein. Nach dem Umformvorgang entnimmt ein zweiter 3-Achs Transfer die Bauteile. Alle zeitabhängigen Vorgänge können mit Bezug zum Pressen-/Transferablauf programmiert und evaluiert werden. Im speziellen, im Video dargestellten Fall, kann die Hubzahl bis ca. 10,6 [Hub/min] gesteigert werden. Wird diese Hubzahl überschritten, können die Platinen die Endposition bis zum Anheben nicht erreichen. In der Simulation kann dieser Zeitpunkt klar und ersichtlich visualisiert werden.

Profitieren auch Sie von den Möglichkeiten dieser Dienstleistung und nutzen Sie das Angebot Ihre Neuentwicklungen virtuell und kinematisch im Durchlauf zu optimieren oder damit Verlagerungsprojekte abzusichern.

Greifen Sie dabei auf meine Expertise zurück, Sie im Ablauf von der Konstruktion und der Planung beginnend bis zur Einarbeitung zu unterstützen und sichern sich damit maximale Produktivität von Beginn an.

Ich freue mich auf Ihre Nachricht und stelle Ihnen gerne die Features und Benefits für Ihr Umformprojekt unter Beweis.