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HANNOVER MESSE 2020: Mit künstlicher Intelligenz Werkzeugmaschinen warten

Autor: solarstrombauer (Helmut Thomas)

Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein System zur vollautomatischen Überwachung von Kugelgewindetrieben in Werkzeugmaschinen entwickelt. Dabei kommt eine direkt in die Mutter des Kugelgewindetriebs integrierte Kamera zum Einsatz. Auf Basis der dabei erzeugten Bilddaten überwacht künstliche Intelligenz kontinuierlich den Verschleiß und reduziert so den Maschinenstillstand.

Hannover/Karlsruhe. Die Wartung und der rechtzeitige Tausch von defekten Bauteilen in Werkzeugmaschinen ist ein wichtiger Bestandteil des Produktionsprozesses beim Maschinenbau. Bei Kugelgewindetrieben, wie sie etwa in Drehmaschinen zur Präzisionsführung bei der Herstellung von zylindrischen Bauteilen zum Einsatz kommen, wird der Verschleiß bislang manuell festgestellt. „Die Wartung ist deshalb mit Montagearbeiten verbunden. Die Maschine steht dann erst einmal still“, sagt Professor Jürgen Fleischer vom Institut für Produktionstechnik (wbk) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) . „Unser Ansatz basiert dagegen auf der Integration eines intelligenten Kamerasystems direkt in den Kugelgewindetrieb. So kann ein Anwender den Zustand der Spindel kontinuierlich überwachen. Besteht Handlungsbedarf, wird er automatisch informiert.“

Das neue System besteht aus einer an der Mutter des Kugelgewindetriebes angebrachten Kamera mit Beleuchtung, die mit künstlicher Intelligenz (KI) zur Auswertung der Bilddaten kombiniert ist. Während der Bewegung der Mutter auf der Spindel macht sie von jedem Spindelabschnitt Einzelaufnahmen. Dadurch wird jeweils die gesamte Oberfläche der Spindel analysiert.

Künstliche Intelligenz für den Maschinenbau

Die Kombination von Bilddaten aus dem laufenden Betrieb mit Methoden des Maschinellen Lernens ermöglicht den Anwendern des Systems eine direkte Bewertung des Zustands der Spindeloberfläche. „Wir haben unseren Algorithmus mit Tausenden Aufnahmen trainiert, sodass er nun souverän zwischen Spindeln mit Defekt und solchen ohne unterscheiden kann“, so Tobias Schlagenhauf (wbk), der an der Entwicklung des Systems mitgearbeitet hat. „Durch eine weitere Auswertung der Bilddaten lässt sich der Verschleiß außerdem genau quantifizieren und interpretieren. So können wir unterscheiden, ob es sich bei einer Verfärbung einfach nur um Schmutz oder aber um schädlichen Lochfraß handelt.“ Beim Training der KI wurden alle denkbaren Formen einer visuell sichtbaren Degeneration berücksichtigt und die Funktionalität des Algorithmus mit neuen, vom Modell noch nie gesehenen Bilddaten validiert. Der Algorithmus eignet sich für alle Anwendungsfälle, bei denen bildbasiert Defekte auf der Oberfläche einer Spindel identifiziert werden sollen und lässt sich auch auf andere Anwendungsfälle übertragen.

Auf der HANNOVER MESSE 2020 vom 20. bis 24. April zeigt das KIT in Halle 25 am Stand C14, was mit der intelligenten Spindelüberwachung in Kugelgewindetrieben möglich ist. Darüber hinaus ist das KIT in Halle 27 am Stand L51 (Thema: Energie) sowie auf weiteren Themenständen vertreten.

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 24 400 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

Steckbrief

  • Unternehmensart: Forschungsinstitut
  • Gründungsjahr: 2009
  • Mitarbeiter (Stand 03.2018): 1.001-10.000
  • Jahresumsatz (Stand 12.2017): zwischen 100 Mio und 1 Mrd €

Weitere Informationen unter     https://www.kit.edu

HANNOVER MESSE

Die HANNOVER MESSE ist die Weltleitmesse der Industrie. Mit dem Leitthema Industrial Transformation beleuchtet sie alle aktuellen Themen der Industrie, darunter Industrie 4.0, künstliche Intelligenz, 5G oder Smart Logistics. Die Ausstellungsbereiche sind: Future Hub, Automation, Motion & Drives, Digital Ecosystems, Energy Solutions, Logistics und Engineered Parts & Solutions. Mehr als 80 Konferenzen und Foren runden das Programm ab. Die nächste Ausgabe wird vom 20. bis zum 24. April 2020 in Hannover ausgerichtet. Indonesien ist das Partnerland der HANNOVER MESSE 2020.

Deutsche Messe AG

Die Deutsche Messe AG ist ein weltweit führender Veranstalter von Investitionsgütermessen im In- und Ausland. Mit einem Umsatz von 310 Millionen Euro im Jahr 2018 zählt sie zu den fünf größten deutschen Messegesellschaften. Zum unternehmenseigenen Eventportfolio gehören internationale Leitmessen wie die didacta (Bildung), die DOMOTEX (Teppiche und Bodenbeläge), die HANNOVER MESSE (industrielle Technologien), die INTERSCHUTZ (Feuerwehr, Rettungswesen, Bevölkerungsschutz und Sicherheit), die LABVOLUTION (Labortechnik) und die LIGNA (Werkzeuge, Maschinen und Anlagen zur Holzbe- und -verarbeitung). Weitere Fachmessen organisiert die Deutsche Messe zudem an anderen Standorten in Deutschland, etwa die parts2clean (Teilereinigung) oder die SurfaceTechnology (Oberflächentechnik). Darüber hinaus ist das Messegelände regelmäßig Schauplatz von Gastveranstaltungen, die Leitmessen ihrer Branchen sind: AGRITECHNICA (DLG; Agrartechnik) und EuroTier (DLG; Nutztierhaltung), EMO (VDW; Werkzeugmaschinen), EuroBLECH (Mack Brooks; Blechbearbeitung) und IAA Nutzfahrzeuge (VDA; Transport, Logistik, Mobilität). Zum Portfolio der Deutschen Messe gehören ebenfalls Veranstaltungen in Australien, China, Indonesien, Italien, Kanada, Mexiko, Russland, Singapur, Thailand, der Türkei und den USA. Dazu zählen Messen aus den Bereichen Automotive, ICT & Digital Business, Manufacturing & Processing Industries, Energy & Logistics sowie Metal Processing. Mit mehr als 1 200 Beschäftigten und 58 Sales Partnern ist die Deutsche Messe in rund 100 Ländern präsent.

Quelle und weitere Informationen unter  www.hannovermesse.de

Veranstalter

Deutsche Messe AG
Messegelände
D-30521 Hannover
Internet: www.messe.de
E-Mail: info@messe.de
Tel.: +49(0)511/89-0

Messedauer: Montag, 20. April, bis Freitag, 24. April 2020
Öffnungszeiten: von 9.00 bis 18.00 Uhr

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