ProIQ

Adaptive, prozessübergreifende Qualitätsregelkreise mittels photonischer Sensoren zur Identifikation und Qualitätsmessung von Hochpräzisionsbauteilen

Qualitäts- und Produktivitätssteigerung durch adaptive Qualitätsregelkreise

Die Möglichkeit über mehrere Fertigungsschritte und werksübergreifend in Produktionsprozesse regelnd eingreifen zu können, stellt einen wichtigen Wettbewerbsvorteil für Unternehmen dar. Speziell bei hochpräzisen Einzelteilen, wie sie zur Anwendung in Präzision-Injektoren im Automobilbereich oder für dentale Instrumente mit Drehzahlen von bis zu 200.000 Umdrehungen/min. benötigt werden, kann durch adaptive Regelung der Prozesse die Prozessfähigkeit gesteigert werden. Dies führt zu steigender Qualität bei gleichzeitig verbesserter Ausbringung. Voraussetzungen, um solche Regelkreise zu implementieren, sind die fertigungsnahe Messung der kritischen geometrischen Merkmale an allen Bauteilen sowie die anschließende eindeutige Identifizierung, um eine Rückverfolgbarkeit über die gesamte Prozesskette bis hin zur Baugruppen- und Endmontage sicherzustellen.

Das Projekt „ProIQ“ setzt hier mit der Entwicklung modularer Lösungen zur prozessintegrierten Applikation eines optischen 3D-Fokus-Varianten-Verfahrens sowie der bauteilindividuellen Messwertspeicherung an. Dazu sollen die FingerPrint-Technologie eingesetzt und die Systeme exemplarisch in zwei Prozessketten implementiert werden. Der Vorteil optischer Sensoren besteht insbesondere in der kurzen Messzeit bei hoher Präzision, die erforderlich ist, um eine Integration der Sensorik in die Serienfertigung zu ermöglichen. Die gewonnenen Qualitätsdaten werden zur Realisierung mehrerer Regelkreise verwendet.

Dabei steht die zeitnahe Regelung des Fertigungsprozesses und damit verbunden das aktive Eingreifen in die Steuerungsebene der Bearbeitungsmaschine im Vordergrund. Darüber hinaus schafft die eindeutige Bauteilidentifikation in Verbindung mit den gespeicherten Messwerten Grundlagen, um durch Data-Mining die günstigsten Bauteilkombinationen und Montageprozesse weiter zu optimieren.

Ziel ist es, Bauteilkombinationen so zu definieren, dass die Paarung auch bei grenzwertigen Toleranz-überlagerungen die Funktion einwandfrei erfüllen kann.

Eine erfolgreiche Umsetzung der Regelkreise in den beiden Demonstrationsprozessketten zeigt das Potenzial, dass sich durch die erfolgreiche Implementierung vernetzter und adaptiver Produktionsstrateigien für produzierende Unternehmen ergibt, um am Standort Deutschland in Zukunft weiterhin hochpräzise Produkte wirtschaftlich fertigen zu können.

Projektdetails

Koordinator

Robert Schmitt
SIRONA Dental Systems GmbH
Fabrikstr. 31, 64625Bensheim
+49 6251 16-2731

Projektvolumen

ca. 4,7 Mio. € (Förderquote 52,4%)

Projektdauer

01.07.2018 - 30.06.2021

Projektpartner

SIRONA Dental Systems GmbHBensheim
Robert Bosch GmbH, Werk BambergBamberg
Jedox AGFreiburg im Breisgau
Mesa Parts GmbHLenzkirch
Alicona GmbHSchönau am Königssee
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik (wbk)Karlsruhe
Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM)Freiburg im Breisgau