Agiles Modellieren von Servicetätigkeiten/Holistic System Solution for IoT Systems – Agile Modeling of Service Activities

Kontextsensitive Assistenzsysteme bieten ein großes Potenzial zur Optimierung von Arbeitsabläufen. Durch die Einbindung Digitaler Zwillinge können unmittelbar Kontextinformationen zur Verfügung gestellt werden, wobei die Modellierung der Arbeitsabläufe derzeit wenig standardisiert ist. Die in diesem Beitrag vorgestellte Lösung zeigt eine interaktive Software-Applikation für kontextsensitive Assistenzsysteme in Kombination mit Prozesspatterns für die Modellierung von Servicefällen.   Context-sensitive assistance systems offer a huge potential for the optimization of work processes. Through the integration of digital twins, context information can be provided instantly, whereby a modeling of work processes is hardly standardized. The following article presents a solution of an interactive software application for context-sensitive assistance systems combined with process patterns for a modeling of service activities.

OCT-Einschweißtiefenüberwachung bei Unterdruck/OCT-based weld penetration monitoring at reduced ambient pressure – Influence of reduced ambient pressure on the OCT signal quality in laser deep penetration welding

Die optische Kohärenztomographie (OCT) erlaubt die zerstörungsfreie In-situ-Überwachung der Einschweißtiefe beim Laserstrahlschweißen. Für dieses Verfahren wird hier der Einfluss von verringerten Umgebungsdrücken auf die Messqualität untersucht. Es wird gezeigt, dass sich bei niedrigerem Umgebungsdruck deutlich größere Signalanteile aus dem Bereich des Bodens der Dampfkapillare zurückerhalten lassen. Auf diese Weise steigen die effektive Messfrequenz und die Erkennbarkeit von Änderungen der Einschweißtiefe.   Optical coherence tomography (OCT) enables non-destructive in-situ monitoring of the weld penetration depth during laser beam welding. For this technology, the influence of reduced ambient pressures on the measurement quality is investigated. It is shown that significantly larger signal components are obtained from the bottom of the vapor capillary at lower ambient pressure increasing the applicable measurement frequency and the detectability of changes in the weld penetration depth.

Detektion von Schneidkantenversatz und Rautiefe/Surface quality and cutting edge offset detection

Bei Drehbearbeitung auftretender Verschleiß am Werkzeug ist seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung, denn er beeinflusst die Oberflächengüte und den resultierenden Durchmesser des Werkstücks. Durch die gezielte Platzierung eines Triangulationssensors lassen sich Einflüsse dieser Art detektieren. In Zerspanungsuntersuchungen bei der Bearbeitung des austenitischen Stahls 1.4301 ohne Kühlmedium konnte gezeigt werden, dass der verschleißbedingte Durchmesserfehler und die hergestellte Oberflächentopografie prozesssicher messbar sind.   Tool wear and its detection has been part of academic research for decades. It may result in varying surface quality and is a potential cause of insufficient nominal diameter in turning. Mounting a triangulation laser on a turning tool allows for detecting variations in geometrical parameters of the workpiece. Also, when dry turning the austenitic steel 1.4301 it is possible to continuously detect the resulting surface topography and the discrepancy in the manufactured diameter.

Digitalisierung von additiven Fertigungseinheiten/Digitalization of additive manufacturing units

Additive Fertigungstechnologien erlauben die bedarfsgerechte Produktion von individuellen Ersatzteilen. Durch Einsatz mobiler Fertigungseinheiten lässt sich mithilfe dieser Verfahren die Resilienz von isolierten Produktionsstätten erhöhen. Um auch außerfachliches Personal zur Bedienung an entlegenen Einsatzorten zu befähigen, stellen digitale Assistenzsysteme eine mögliche Lösung dar. In diesem Beitrag wird ein solches Assistenzsystem zur Begleitung der manuellen Tätigkeiten beim roboterbasierten DED-Prozess in einer mobilen Fertigungseinheit diskutiert.   Additive manufacturing technologies enable the demand-driven production of individual spare parts. By using mobile manufacturing units, these processes can be used to increase the resilience of isolated production sites. In order to enable non-specialized personnel to operate at remote locations, digital assistance systems are a feasible solution. This paper discusses such an assistance system to accompany manual operations of the robot-based DED process in a mobile manufacturing unit.

Ein semiaktiver Ansatz zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens/Vibration damping on industrial robots – A semi-active approach to improve the dynamic behavior

Von Industrierobotern wird zunehmend eine hohe Bahn genauigkeit und ein gutes Störunterdrückungsverhalten gefordert. Um dem gerecht zu werden, wird hier ein semiaktiver Dämpfungsansatz vorgestellt, der Antriebsstrangschwingungen aktorbasiert dämpft. Damit geht ein stärker gedämpftes Systemverhalten einher, wodurch sich die Regelverstärkungsfaktoren erhöhen lassen. Das Resultat ist ein verbessertes Gesamtverhalten, das an einem „Kr210–2“ von Kuka mit semiaktiver Dämpfung an Achse 1 nachgewiesen wird.   Industrial robots are increasingly required to provide high path accuracy and good disturbance rejection behavior. In order to achieve this, a semi-active damping approach is presented, which damps drive train vibrations actuator-based. This leads to a more damped system behavior, allowing control gains to be increased. The result is an improved overall behavior, which is demonstrated on a Kuka Kr210–2 with semi-active damping on axis 1.

Digitalisierung von Montageprozessen/Determination of potentials for the integration of assembly services into dynamic platforms

Aktuelle Forschung zeigt das Potenzial von Produktionsplattformen im B2B-Bereich [1]. Durch die Betrachtung ganzheitlicher Lieferketten werden neben den Produktions- auch Montage- und Transportkapazitäten integriert. Für die Sicherstellung der Montagequalität innerhalb der Prozesse kommen Technologien wie Montageassistenzsysteme (Assembly Assistance Systems, AAS) zum Einsatz. Dieser Beitrag definiert Anforderungen an AAS für deren Integration in Produktionsplattformen und leitet Handlungsempfehlungen ab.   Current research shows the potential of production platforms in the B2B sector [1]. Cross-company supply chains combine assembly and transport capacities with production capacities. Technologies such as Assembly Assistance Systems (AAS) can be used to ensure assembly quality within the processes. This article defines requirements for AAS for their integration into production platforms and defines recommendations.

Industrie-4.0-Middleware geht in die Anwendung/Industrie 4.0 middleware enters the application stage

In dem Forschungsprojekt „Basissystem für die unternehmensübergreifende Produktionsunterstützung“ (kurz: BaSys überProd) arbeiten 21 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft an Lösungen für den Wandel hin zur digitalisierten, flexiblen Industrie-4.0-Produktion. Dabei kommt vor allem die Open-Source-Middleware Eclipse BaSyx zum Einsatz. Das Ziel: Repräsentative Anwendungsfälle in Wirtschaftsunternehmen umsetzen und das Wiederverwendungspotenzial der Lösungen für andere Kontexte herausarbeiten.   In the research project “Basissystem für die unternehmensübergreifende Produktionsunterstützung” (Basic system for cross-company production support; BaSys überProd for short), 21 partners from research and industry are working on solutions for the transition to digitalized, flexible Industrie 4.0 production. In this context, the open-source middleware Eclipse BaSyx, in particular, is being used. The goal is to implement representative use cases in industrial companies and to identify the reuse potential of the solutions for other contexts.

Intelligente Überwachung von Werkzeugverschleiß/Intelligent monitoring of tool wear based on machine internal data

Numerische Steuerungen für Werkzeugmaschinen erfassen eine erhebliche Menge an Sensordaten für die Achsregelung. Diese liefern nicht nur Informationen über die aktuellen Achspositionen oder die Ströme, sondern können mithilfe von Modellen auch für das Monitoring von anderen Prozessgrößen verwendet werden. In diesem Beitrag wird ein Machine-Learning-Verfahren zur Überwachung von Werkzeugverschleiß untersucht, welches allein auf maschinen-internen Daten basiert.   Numerical controls for machine tools acquire a considerable amount of sensor data for axis control. This information, such as the current axis position or the motor currents, can be used for monitoring other process variables with the aid of models. This article investigates a machine learning method for monitoring tool wear in machine tools, based on machine-internal data only.

Effektivität industrieller Exoskelette/Effectiveness of exoskeletons – analysis of an expert survey

Exoskelette sind neue ergonomische Hilfen, die körperliche Beanspruchung bei schwerer körperlicher Arbeit senken. Mit der wachsenden Nachfrage nach Exoskeletten wächst auch der Bedarf an neuem Wissen zu Wirksamkeit und Effizienz dieser Systeme. Hierzu wurde eine Expertenbefragung durchgeführt.   Exoskeletons are novel ergonomic aids preventing physical overuse resulting from heavy physical labor. With the growing demand of exoskeletons there is a growing need in new knowledge about their effectiveness and efficiency. An expert survey was carried out.

Entwicklung eines Beveloidverspannungsprüfstandes/Development of a back-to-back beveloid test rig

In diesem Beitrag wird die Konzeptionierung und konstruktive Umsetzung eines Back-to-Back-Verspannungsprüfstandes für Tragfähigkeitsuntersuchungen von Beveloidverzahnungen beschrieben. Im Rahmen der Konzeptionierung werden verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung erarbeitet und bewertet.   This paper describes the conceptual design and constructive implementation of a back-to-back test rig for load capacity investigations of beveloid gears. In the course of the conceptual design, various options for implementation are developed and evaluated.