KOLLISIONSKONTROLLE
Forscher des Fraunhofer-Instituts erproben gemeinsam mit Ericsson
5G-Technologie im Millimeter-Wellenlängenbereich zur Vermeidung von
Schäden durch Kollisionen an Werkzeugmaschinen und Bauteilen.
K
Komplexe Produktionsprozesse in hochflexiblen und vernetzten Fertigungssystemen
erfordern es, dass sämtliche Prozesse und verteilten Systeme ihre Daten extrem zuverlässig
und mit nur geringen Verzögerungszeiten austauschen können. Für diese sogenannte
Ultra Reliable and Low Latency Communication (URLLC) erarbeitet das 3rd Generation
Partnership Project (3GPP), eine weltweite Kooperation für die Standardisierung
von Mobilfunktechnologien, einen neuen Standard für zukünftige 5G-Produkte. Das
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und der schwedische Mobilfunkausrüster
Ericsson erproben die vorgesehenen URLLC-Funktionen anhand eines realen
Produktionsszenarios zur Kollisionskontrolle in Werkzeugmaschinen.
Fertigungsprozesse wie das Fräsen hochkomplexer Bauteile zu beherrschen, bedeutet vor
allem, schnell Abweichungen in der Bewegung des Werkzeugs zu erkennen und darauf
innerhalb weniger Millisekunden zu reagieren. Mit maschinenintegrierter Sensorik können
„Indem wir die enormen Datenmengen, die im
Fräsprozess entstehen, innerhalb kürzester Zeit
erfassen, verarbeiten und in die Werkzeugmaschine
zurückspielen können, erö¡ net 5G völlig neue
Anwendungsfelder für unsere Projektpartner.“
Niels König, Koordinator des 5G-Industry
Campus Europe am Fraunhofer IPT
138 AUTOMATION-GUIDE 2021
Prozessdaten erfasst werden; der
neue Mobilfunkstandard 5G kann
sicherstellen, dass die gewonnenen
Daten drahtlos so schnell und zuverlässig
übertragen werden, dass die
Werkzeugmaschine auf Veränderungen
im Prozess reagieren kann, noch
bevor das Bauteil beschädigt wird.
Im Anwendungsfall der Kollisionsdetektion,
der in Deutschland beispielhaft
erprobt wird, erkennt ein
Sensor die Kollision des Bearbeitungswerkzeugs
mit dem Bauteil so schnell, dass die Maschine jederzeit rechtzeitig
gestoppt werden kann. So sollen sich teils immense Schäden, beispielsweise an der
Maschinenspindel, zuverlässig und ohne menschliches Eingreifen vermeiden lassen.
SCHNELLER DURCH NUTZUNG DES MMWAVE-SPEKTRUMS
Ein neues modulares Testsystem von Ericsson dient dazu, den geforderten URLLCSpezifikationen
in diesem Anwendungsfall gerecht zu werden. Das Testsystem arbeitet
dafür im Millimeter-Wellenlängenbereich (mmWave), einem neuen 5G-Spektrum mit