Wie passen Künstliche Intelligenz (KI) und Zerspanung zusammen? Sehr gut, denn KI hilft, anspruchsvolle Drehteile effektiver herzustellen und präziser zu bearbeiten.

 EZU-Metallwaren hat vor knapp zwei Jahren eine von 22 Drehmaschinen auf einen 24-Stunden-Betrieb mit Künstlicher Intelligenz umgerüstet

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Smart Factory

Energieeffizienz

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Machine Learning / Künstliche Intelligenz für die spanende Fertigung

Künstliche Intelligenz in der Drehteile-Industrie

‘KIstle’: KI-Demonstrator für den Hörsaal

Mit dem KIstle wird Studierenden, angepasst an die Dauer einer Vorlesung, das komplette Vorgehen bei der Überwachung eines Kugellagers vermittelt

KI aus der Kiste

Fanuc bringt zur EMO neue Softwaretools für das Smart Machining auf den Markt. Zudem gibt es im Maschinensektor unter anderem eine neue ultrapräzise Drehmaschine.

1 Die Fanuc-Bedieneinheit Panel iH Pro hat neue Prozessoren  erhalten

CNC-Softwaretools – Industrie 4.0 W Drehmaschinen – Bearbeitungszentren – Roboterautomation

5-Achs-Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Bearbeitungszentren

Fahrzeugbau

Roboter für Werkzeugmaschinen

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Fahrzeugbau-Zulieferer

Feinmechanik

Elektrotechnik, Elektronik

Medizintechnische Apparate und Materialien

5-Achs-Simultanbearbeitung

Spanende Verfahren

Softwaretools für die Zerspanung

Software

Luft- und Raumfahrt

Steuerungen / CNC für Werkzeugmaschinen

Steuerungen (Hardware und Software)

Ultrapräzisionsdrehmaschinen

Drehmaschinen

Künstliche Intelligenz gepaart mit Automation

Fastems präsentiert das MMS-Modul ›WCO‹ zur Einbindung von Einzelmaschinen und manuellen Produktionsaufgaben in einen automatisierten Fertigungsprozess.

1 Das Modul WCO (Work Cell Operations) als Ergänzung zur MMS von Fastems ermöglicht es nun, sämtliche manuelle Fertigungsaufgaben, Arbeitszellen und Stand-Alone-Maschinen in die Planung, Steuerung und Überwachung mit einzubeziehen

Flexible Fertigungssysteme

Virtual Machining für die spanende Fertigung

Vernetzung / Cloudlösung für die spanende Fertigung

Apps für die Zerspanung

ERP diskrete Fertigung, PPS / APS

ERP-Systeme

Fertigungsautomation

Prozessautomation

Digitalisierung nicht-automatisierter Prozesse

Das Service-Meister Konsortium kündigt an, zum Jahresende seine 2020 entwickelte Plattform-Architektur vorzustellen. Damit liegt das Projekt zur Entwicklung eines Service-Ökosystems auf Basis Künstlicher Intelligenz (KI) im Zeitplan. Service-Meister entwickelt Innovationen mittels KI, die ab 2022 die Serviceprozesse kleiner und mittlerer Unternehmen verbessern sollen.

Mit KI Kundenprozesse optimieren

Machine Learning für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Service-Meister stellt Plattform-Architektur vor

Anlässlich des Digitalgipfels der Bundesregierung und der dort vorgestellten Normungs-Roadmap für Künstliche Intelligenz gibt Prof. Claus Oetter, Geschäftsführer VDMA Software und Digitalisierung und Leiter der Abteilung Informatik, ein Statement.

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

VDMA: keine Überregulierung von KI

Fraunhofer IAIS und Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik BSI starten strategische Kooperation zur Entwicklung von Prüfverfahren für die Zertifizierung von Systemen der Künstlichen Intelligenz.

Im Beisein von NRW-Digitalminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart (Mitte) haben BSI-Präsident Arne Schönbohm (rechts) und Prof. Dr. Stefan Wrobel, Leiter des Fraunhofer IAIS, eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet

Künstliche Intelligenz sicher und vertrauenswürdig gestalten

Bei der Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) spielen Startup-Firmen als Kooperationspartner eine immer größere Rolle. In einer Analyse der vergangenen zehn Jahre hat der VDMA zusammen mit dem Datenspezialisten delphai insgesamt 825 Startups in 46 Ländern identifiziert, die KI-Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau anbieten.

Erfolgsfaktor Künstliche Intelligenz

Neue Regelkreise ermöglichen wechselseitiges Lernen zwischen Mensch und Maschine, sodass sich Qualität und Effizienz von Produktionsprozessen deutlich verbessern können.

Prozessoptimierung durch KI-gestützte Datenanalyse anhand eines Fräsverfahrens

Künstliche Intelligenz im Regelkreis: Wechselseitiges Feedback zwischen Mensch und Maschine verbessert Qualität und Effizienz in der Produktion

Seit Juni 2021 läuft ein ministeriell gefördertes Forschungsprojekt, das die Möglichkeiten des Transfer Learnings in der Zerspanung ausloten und industriell nutzbar machen soll. Eine Zwischenbilanz.

Beim Transfer Learning wird Wissen aus verwandten, bereits erlernten Aufgaben genutzt, um ML-Modelle schneller für neue Aufgaben beziehungsweise Anwendungsfälle trainieren zu können

Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Forschungsprojekt zur Produktion von morgen

Um Probleme in der Fertigung schnell zu erkennen und die Qualität zu sichern, bündelt c-Com alle verfügbaren Daten rund um Maschine, Werkzeug und Werkstück für eine Analyse mit Künstlicher Intelligenz (KI). Das Modul Machining Analytics Solutions (MAS) begleitet den Produktionsprozess mit einem digitalen Zwilling und ist besonders für Verzahnungswerkzeuge interessant.

Die c-Com-Software unterstützt die Produktionsmitarbeiter bei ihrer täglichen Arbeit und sorgt durch wertvolle Informationen für eine höhere Produktivität

Toolmanagement

Verzahnwerkzeuge

Digitaler Zwilling

Simulation

Auch der digitale Zwilling zeigt Zähne

Unter dem Motto ‘Ihre Vision – unsere Lösungen. Zukunft erleben mit Mazak!’ werden den AMB-Besuchern sechs Maschinen und sieben Fokusthemen live präsentiert.

 Das neue vertikale Bearbeitungszentrum ‘VCN-700’ bietet eine leistungsstarke dynamische Fräslösung

Fräsdreh-Zentren

Fräsmaschinen

Komplettbearbeitung

Komplettbearbeitungsmaschinen

Messe AMB

werkstatt-betrieb.de

Drehzentren

Fit für die Zukunft

Bundesweites Experten-Netzwerk unterstützt kostenfrei den Wissenstransfer in Unternehmen

In Kaiserslautern wird an 5G-Anwendungen geforscht

ProKI-InfoPoint in Darmstadt ins Leben gerufen: Bundesweites Experten-Netzwerk unterstützt kostenfrei den KI-Wissenstransfer in Unternehmen. Erfahren Sie hier mehr

Wissensmanagement

Wirtschaft

Strategie und Organisation

WGP hilft beim Implementieren von KI-Technologien

Eine neue, KI-basierende Technologie des Fraunhofer-Clusters CCIT macht das Hartfeinbearbeiten von Zahnrädern effizienter.

Sensorisch ermittelte Schallwellenamplituden geben bei diesem System in Echtzeit Auskunft über die Qualität der Wälzschleifschleifscheibe. Danach werden die Prozessparameter geregelt 

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Lehrstühle und Institute

Dienstleistungen

Hochschulen

Schleifwerkzeuge

 Zahn um Zahn hoch intelligent

Wie lernende Maschinen die Fertigung effizienter macht, das unter anderem zeigt die Messe EMO Hannover 2023 vom 18. bis 23. September.

Der Sorting Guide des Werkzeugmaschinenherstellers Trumpf unterstützt mithilfe von Künstlicher Intelligenz die Mitarbeitenden bei der Entnahme lasergeschnittener Blechbauteile. So arbeiten Mensch und Maschine effizient zusammen

Effizienz in cleveren Fabriken

Werkzeughersteller zeigen ihre KI-Kompetenz

Auf der EMO demonstrierten die Hersteller von Präzisionswerkzeugen, welche Vorteile die künstliche Intelligenz (KI) bringen kann.

Darüber, dass künstliche Intelligenz (KI) die Lebensdauer und die Produktivität von Fertigungsmitteln in der Zerspanung erhöhen kann, besteht in der Fachwelt Einigkeit. Auf der EMO 2023 in Hannover haben die Präzisionswerkzeug-Hersteller den Fachbesuchern vor Augen geführt, wie man Maschinen, Anlagen oder Komponenten für die spanende Fertigung zukünftig mit KI clever ausstatten kann.

Der immer weiter steigende Kostendruck in der industriellen Produktion ist auch für die Hersteller von Präzisionswerkzeugen ein wichtiger Innovationstreiber. Künstliche Intelligenz (KI) kann helfen, effizienter und produktiver zu fertigen. Viele Unternehmen haben sich auf den Weg gemacht, KI einzuführen, einige setzen KI sogar schon ein. Und die Palette von Einsatzgebieten ist breit – angefangen bei der Qualitätssicherung und Bilderkennung über die vorausschauende Wartung bis hin zur Fertigungsplanung und -steuerung. Wie die Betriebe ihre Maschinen, Anlagen oder Komponenten mit KI clever ausstatten, zeigten zahlreiche Anbieter auf der EMO Hannover 2023 vom 18. bis 23. September.

Dass KI die Zerspanung voranbringen kann, belegt die Forschung am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen. Die Forscher konnten zum Beispiel das Potenzial aufzeigen, dass Anwender den Messaufwand bei Fräsprozessen dank Einsatz von KI um bis zu 50 Prozent senken können. Das erhöht die Wertschöpfung immens.

 Bei der Einführung von KI in produzierenden Unternehmen sieht Dr.-Ing. Maik Frye, Gruppenleiter Produktionsqualität am Fraunhofer IPT, drei Hürden, die es ihm zufolge zu nehmen gilt. „Die größte Hürde ist zumindest aktuell der Mensch. Viele vertrauen den Modellen nicht und haben Angst, dass Daten in falsche Hände geraten könnten oder sind verhalten, sich mit der neuen Technologie auseinanderzusetzen.“

 Zudem hänge die Einführung von KI von der Datenbasis ab. „Meist sind die notwendigen Daten nicht in der erforderlichen Qualität vorhanden“, weiß Frye, der Firmen bei der Einführung von KI begleitet. „In vielen Fällen müssen die Unternehmen die entsprechende Datenbasis auf dem Weg zur Einführung zunächst generieren.“ Eine dritte Hürde: „KI ist kein Add-on-Job“, gibt Frye zu bedenken. Unternehmen sollten dafür eigene Kapazitäten schaffen, um den Prozess erfolgversprechend begleiten zu können.

Mit dem Bewusstsein um den Bedarf zusätzlicher Ressourcen ist die Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn aus Tübingen von Beginn an in die Einführung von KI gestartet. „Wir haben direkt Kapazitäten geschaffen, deren Fokus auf KI liegt“, sagt Markus Kannwischer, Leiter Technik und Mitglied der Geschäftsleitung bei Paul Horn. Zurzeit befinden sich verschiedene Systeme, etwa zum Schleifen, in der Erprobung. In der hauseigenen Fräserei hingegen wird KI aktuell schon implementiert. Ziel ist es, die Prozesssicherheit zu erhöhen und die Zerspanwerkzeuge bis zum Standzeitende voll auszunutzen.

 Christian Stark zufolge, Entwicklungsingenieur bei Paul Horn, werden auch die Mitarbeitenden KI künftig schätzen. „KI wird ihnen helfen, das komplexe Zusammenspiel der Prozesse besser zu verstehen und Empfehlungen für die Prozessoptimierung zu erhalten“, blickt Christian Stark in die Zukunft. „Dies ist in Zeiten des Fachkräftemangels ein großes Plus, da wir Rüstzeiten optimieren und neue Mitarbeiter schneller die bestmögliche Entscheidung treffen können.“ Damit rückt das große Ziel, die Maschinen der gesamten Gruppe mit KI auszustatten, in greifbare Nähe.

 Doch „der Weg dorthin erfordert Geduld“, weiß Yannick Heinzel, Projektleiter I4.0. Denn zunächst muss auch Paul Horn die entsprechende Datengrundlage schaffen. Hierfür nutzen die KI-Verantwortlichen Modelle für Maschinelles Lernen (ML), um sie mit aufbereiteten Daten zu trainieren. „Wir haben dadurch einen enormen Erkenntnisgewinn“, freut sich Heinzel. Und dieses Know-how fließt künftig in die Produkte von Paul Horn ein, was den Kunden zugutekommt.

KI wird Assistent für die Einzelfertigung

Was in die Serienfertigung sukzessive Einzug hält, soll künftig auch für die Einzelfertigung möglich sein: Das Forschungsprojekt Productivity as a Service – kurz PRODaaS – hat das Ziel, Zerspanzustände KI-unterstützt zu erkennen und die Prozessparameter autonom zu optimieren. Dabei nehmen selbstlernende KI-Algorithmen sensorisch Daten von allen zentralen Komponenten wie Maschine, Werkzeug und Bauteil auf. „So wird es möglich, die Zerspanqualität zu verbessern und vor allem die Produktivität zu erhöhen“, sagt Dipl.-Ing. (BA) Stephan Köstler, Global Head of Machines & Services bei Mapal Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG in Aalen. Den Aalenern obliegt die Projektkoordination für PRODaaS.

 An dem Projekt sind sieben Partner aus Industrie und Forschung beteiligt. „Gerade in kleineren Betrieben deren Fokus auf der Einzelfertigung liegt, fehlt oft das technische Detailwissen. Mit dem Ergebnis aus dem Forschungsprojekt bringen wir diese Kompetenz zum Anwender”, blickt Köstler in die Zukunft. Schon heute ermöglicht es das Modul Machining Analytics Solutions (MAS), als Bestandteil der KI-fähigen Datenplattform der Mapal-Tochter c-Com, die Produktivität in der Serienfertigung zu erhöhen und Ausschuss zu reduzieren. Das Know-how aus PRODaaS wollen die Aalener künftig für die Einzelfertigung in diese Lösung integrieren. Wer sich über das Forschungsprojekt sowie c-Com informieren will, findet Köstler während der EMO am Mapal-Stand.

Die sensorische Spanntechnik der Roemheld-Gruppe aus Laubach ist bereits heute KI-fähig: Denn die Sensoren liefern alle Daten formatgerecht und befähigen die Gesamtanlage, in den Prozess einzugreifen und, wenn erforderlich, Bearbeitungsparameter anzupassen. „Wir stehen noch am Anfang, was die Einsatzmöglichkeiten von KI betrifft“, sagt Philipp Ehrhardt, Geschäftsführer der Römheld GmbH Friedrichshütte. Doch das Potenzial ist ihm zufolge gerade mit Blick auf eine automatisierte, autonome Fertigung riesig

 Wie intelligent die Lösungen der Laubacher heute schon sind, darüber konnten sich Besucher der EMO 2023 anhand eines Demonstrators informieren. Verschiedene Spannelemente, ausgestattet mit umfangreicher Sensorik für Industrie-4.0-Applikationen, waren dort im Einsatz. Das Sensorsystem STARK.intelligence war eines davon. Es erfasst den gesamten Prozessablauf, hat die Instandhaltung im Blick und erlaubt eine durchgehende Digitalisierung und Kommunikation aller Spannmittel. Die mit dieser Lösung verbundenen Nullpunktspannsysteme messen in Echtzeit Wege, Positionen, Temperaturen und Drücke und liefern Informationen über den ‘Gesundheitszustand‘ der Spannmittel. Auch das Sensorsystem kann mit KI erfolgreich ausgestattet werden. Ehrhardt ist sich sicher: „Es ist nur noch eine Frage der Zeit, dass KI zu einem Selbstläufer wird.“

Critical Tool Failure Points sicher erkennen und vorhersagen

Viele Unternehmen treibt die richtige und zeitnahe Vorhersage von Fehlern an Werkzeugen um. KI kann Abhilfe schaffen, wie die ‘Spike‘-Technologie von Pro-micron aus Kaufbeuren zeigt. Während der Zerspanung visualisiert die Technologie die Einzelschneide eines Werkzeugs und misst Kräfte und Momente entweder am Werkzeug oder an der Spindelnase. Die dabei gewonnenen Daten bereitet das System auf und berechnet in Echtzeit Schlüsselkennzahlen, mit denen Anwender den sogenannten Critical Tool Failure Point ermitteln können. „Die Hersteller müssen ausgezeichnete Qualität liefern. Unser Ziel ist es, mithilfe der KI die Qualität des Werkstücks im Prozess zu bestimmen und nur die negativ bewerteten Werkstücke physisch zu vermessen“, erklärt Hubertus von Zastrow, CEO des Unternehmens.

 Spike nutzt dafür die Daten des Einzelschneidenzustands und beurteilt dank KI-basierter Algorithmen die Oberflächenrauigkeit eines 6,8-mm-Bohrlochs mit 92-prozentiger Richtigkeit. Durch Nachtrainieren kann der Algorithmus auch auf einen Bohrerdurchmesser von 4,2  mm mit einer Richtigkeit von 98,1 Prozent übertragen werden. „Je präziser die Messdaten, desto höher ist die Richtigkeitsquote des trainierten Algorithmus und umso höher die Prozesssicherheit“, sagt von Zastrow. Der Einsatz dieser KI-Technologie erhöht die Standzeiten der Werkzeuge deutlich – ohne Qualitätsverlust. Besucherinnen und Besucher der EMO 2023 konnten sich am Stand der Kaufbeurer Anwendungsbeispiele ansehen und anhand eines großen Touchpads die Vorteile der KI-Sensorik live kennenlernen.

 Ergänzung zu Mess- und Prüftechnik sowie Prozesslenkung

Auf der EMO 2023 konnten sich Besucherinnen und Besucher über die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten und Potenziale von KI informieren. So auch im Rahmen des VDMA-Technologieforums in Form eines Kurzvortrags von Michael Beising, Geschäftsführer der EVT Eye Vision Technology GmbH aus Karlsruhe. Sein Vortrag widmete sich der „KI als leistungsfähige Ergänzung in der optischen Mess- und Prüftechnik“. Der Referent gab dabei unter anderem Einblicke in synergetische Beispiele aus der Praxis. „Bestimmte Aufgaben sind mit Standard-Algorithmen schlicht nicht oder nur sehr schwer zu lösen“, erklärt Beising. Er zeigte auf, wie Anwender dank Einbindung von KI etwa Oberflächendefekte wie Kratzer in Armaturen oder Risse in Bauteilen besser erkennen können und welche Vorteile dies mit sich bringt.

 KI ist der Schlüssel auch weiterhin höchste Qualität in der Fertigung zu gewährleisten. Auch die Schumacher Precision Tools GmbH war mit ihrer Tochter GAP und deren digitalem Baukasten für die bereichsübergreifende Prozesslenkung industrieller KMU auf der EMO Hannover vertreten. „Den größten Nutzen für Umwelt und Produktion“, sagt Dr.-Ing. Bernd Schniering, Geschäftsführender Gesellschafter von Schumacher, „stiftet man, wenn man die vorhandenen Kapazitäten effektiver nutzt und Ausfälle reduziert.“ Hierbei setzt das Unternehmen ebenfalls auf KI, denn damit lässt sich eine wesentliche Effizienzsteigerung bei der Nutzung der Ressourcen in der Produktion erzielen.

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VDMA Präzisionswerkzeuge  

https://pwz.vdma.org

Auch die hochmoderne Schleiferei beim Präzisionswerkzeug-Spezialisten Horn in Tübingen wird zukünftig eine jener Produktionsstätten sein, die von KI profitieren