Im Fokus des Transferprojekt VisionAdapt steht die automatische Erkennung kritischer Späne beim Drehen, die sich bislang nicht zuverlässig vermeiden lassen und zu Schäden an Werkzeugen oder Bauteilen führen können. Ein besonderer Ansatz ist das 3-Achs-Simultandrehen, auch bekannt als High Dynamic Turning (HDT). Durch eine zusätzliche Rotationsachse kann das Werkzeug flexibel ausgerichtet werden, was günstigere Spanformen, weniger Werkzeugverschleiß und eine höhere Produktivität ermöglicht. Um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, kombinieren die Forschenden HDT mit bildgebender Spanformdetektion und ML-gestützter Prozessadaption.

Dazu wird ein Kamerasystem direkt in der Maschine installiert, das die entstehenden Späne während der Bearbeitung kontinuierlich erfasst. Die Bilddaten werden auf einem Edge Device verarbeitet und mit eigens entwickelten ML-Modellen ausgewertet. In einem ersten Schritt reagiert das System auf kritische Spanformen mit Warnungen oder einem Maschinenstopp. In einer zweiten Stufe soll die Maschine selbstständig eingreifen und den Prozess in Echtzeit anpassen, etwa durch Änderungen des Vorschubs oder durch oszillierende Werkzeugbewegungen zur gezielten Spanbrechung.

„Mit der ML-basierten Datenauswertung wird es möglich sein, die Späne in Echtzeit zu beobachten und den Drehprozess situativ anzupassen. Dadurch kann die Fertigung weiter automatisiert und beschleunigt werden“, sagt Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Leibniz Universität Hannover. Für das Training der ML-Modelle werden neben Bilddaten auch Maschinensteuerungsdaten sowie Informationen zu Werkstück- und Werkzeuggeometrien genutzt. Im Projektverlauf entsteht ein Prototyp, der die Prozessanpassungen eigenständig umsetzt und in einem Dreh-Fräszentrum anhand praxisnaher Use Cases getestet wird. Im Erfolgsfall soll daraus ein marktreifes System für den industriellen Serieneinsatz hervorgehen.

„Unser Anspruch ist es, ein innovatives Verfahren zu entwickeln, das Unternehmen in der Zerspanung einen konkreten Mehrwert bietet. Deshalb stellen wir den Transfer zwischen Forschung und Wirtschaft auf zwei Wegen sicher: Zum einen werden wir Zukunftsszenarien entwickeln und daraus zukünftige Anforderungen an das Verfahren ableiten, um dessen langfristige Relevanz schon im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen. Zum anderen wird unser Praxispartner die Marktfähigkeit bewerten und technische Anforderungen aus Sicht der Industrie beisteuern“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor, Technische Universität Braunschweig.