Sensororientierte Spanntechnik Daten für ein perfektes Umformergebnis

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

GWJ Technology GmbH

MDESIGN group

MESYS AG

Eine sensororientierte Nachrüstlösung für Werkzeugspannsysteme, die das Fraunhofer IWU gemeinsam mit einem Hersteller von Spannsystemen entwickelt hat, ermöglicht einen effizienteren Produktionsprozess mit konstant hoher Werkstückqualität und minimalen Stillstandszeiten.

Werkzeugspanner sind die mechanische Schnittstelle zwischen Umformmaschine und Werkzeug. In dem neu entwickelten Werkzeugspanner ist ein smartes Sensormodul integriert, das kleinste elastische Deformationen am Pressenstößel während des Umformvorgangs erfasst. Das Modul lässt sich auch an vorhandenen Werkzeugspannsystemen nachrüsten. Einmal installiert, arbeitet die Software völlig autark. Sie muss weder parametriert werden, noch stellt sie besondere Qualifizierungsanforderungen an das Bedienpersonal. Auch der Aufwand für die Nachrüstung der Spanntechnik mit Sensoren ist gering. Das System arbeitet direkt an der Wirkstelle und erfasst wichtige Prozessdaten inline.

Auch ältere Pressen werden fit für die digitale Zukunft 

Ob bei kleineren Stückzahlen oder großen Serien, sehr kompakten oder großformatigen Bauteilen – die Bergtronic genannte Lösung macht auch ältere Pressen fit für die Produktion im digitalen Zeitalter. Die jüngste Evolutionsstufe der Software überwacht weiterhin den Werkzeugspanner, legt nun jedoch den Fokus auf die Analyse des Umformprozesses.

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Sensordaten – etwa zum Presskraftverlauf oder zur Verteilung der Prozesskräfte – lassen sich produktionsbegleitend auswerten. Sollten Abweichungen auftreten, bilden diese die Grundlage für eine gezielte Ursachenanalyse. 

Die an mehreren Stellen erfassten Daten sind einzeln oder korreliert auswertbar. Eine Hüllkurvenüberwachung, bei der eine obere und untere Toleranzgrenze (die Hülle) automatisch gesetzt wird, erkennt während der Produktion zuverlässig Prozessunregelmäßigkeiten. So ist eine schnelle Reaktion möglich, bei Bedarf von Hub zu Hub. 

Gedächtnis für Fehlertypen

Die Software entwickelt ein „Gedächtnis“ für Fehlertypen, legt erkannte Abweichungen gegenüber dem Soll in einem Log-Buch ab und vergleicht einen erkannten Fehler mit früher aufgetretenen Ereignissen. Die ausgewerteten Daten und Informationen können gezielt übergeordneten Systemen wie Datenbanken und Anlagensteuerungen zur Verfügung gestellt werden.

Spannmittel

Großbauteile sicher fixieren

Die Anomalie-Erkennung identifiziert außerdem gezielt Fehler in Werkzeugen. Sie basiert auf einer automatischen Erkennung des Arbeitszyklus und liefert so die Grundlage für eine Werkzeug-spezifische Ursachenanalyse. Spezialwissen für die Anwendung der Analyse-Algorithmen ist nicht erforderlich.

Herstellerunabhängiges Retrofitting

Projektleiter Mohaned Alaluss vom Fraunhofer IWU betont: „Die sensorierte Spanntechnik lässt sich unabhängig vom Steuerungskonzept in Pressen integrieren. Ob sich eine Maschine für die Nachrüstung eignet und ob die Lösung zur geplanten Überwachungsaufgabe passt, lässt sich mit wenig Aufwand prüfen.“ 

Ein Beispiel: Seit März 2026 sind die intelligenten Spanner und die am Fraunhofer IWU entwickelte Software als Hightech-Nachrüstlösung bei der Magna Body & Chassis Germany GmbH unter den rauen Produktionsbedingungen des Presshärtens im Einsatz.

Das Fraunhofer IWU demonstriert vom 20. bis 23. Oktober 2026 auf der Euro Blech in Hannover am Stand der Berg & Co. GmbH Spanntechnik (Halle 27, Stand F51) live die neu entwickelte Software zur Prozessüberwachung – direkt an einer Umformpresse.