Neuerung in der Fertigungsüberwachung: 5G und Virtual Reality im Einsatz
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat gemeinsam mit mehreren Partnern eine digitale Lösung zur Überwachung laserbasierter Produktionsverfahren entwickelt. Ziel des Forschungsprojekts „VITAMINE_5G“ war es, durch den Einsatz von Virtual Reality (VR) und 5G-Technologie die Prozessüberwachung sicherer und effizienter zu gestalten.
Herausforderungen bei der Überwachung laserbasierter Fertigungsverfahren
Beim Laserauftragschweißen mit Draht entstehen hohe Temperaturen, Laserstrahlung sowie Rauchgas- und Partikelemissionen. Diese erfordern spezielle Schutzmaßnahmen, darunter Sicherheitswände mit kleinen, dunkel getönten Fenstern. Dadurch ist die direkte Sicht auf den Fertigungsprozess eingeschränkt, was eine Echtzeitüberwachung und sofortiges Eingreifen erschwert. Fehler werden häufig erst nach Abschluss des Fertigungsprozesses erkannt, was die Ausschussrate erhöht und die industrielle Nutzung des Verfahrens bisher unattraktiv macht.
Erfassung und Visualisierung von Prozessdaten
Im Rahmen des Projekts wurde eine 5G-gestützte Sensorik-Infrastruktur am Fraunhofer IPT installiert. Die Forschenden erfassten Maschinenkomponenten als 3D-Modelle und integrierten diese in eine virtuelle Umgebung. Erhobene Sensordaten wurden mit eigens entwickelten Werkzeugbahnen kombiniert und in einer VR-Anwendung dargestellt. Zudem ermöglicht eine entwickelte Datenbanklösung die strukturierte Speicherung und Weiterverarbeitung der gesammelten Informationen.
Einsatz von 5G zur Datenübertragung
Für die Übertragung großer Datenmengen in Echtzeit nutzten die Forschenden die 5G-Infrastruktur des „5G-Industry Campus Europe“ auf dem RWTH-Campus. Am Fraunhofer IPT wurden ein 5G-Router und mehrere 5G-Hardwaremodule (HATs) installiert und in die bestehende Infrastruktur eingebunden. Die erfassten Prozessdaten wurden an ein Computersystem übertragen und konnten mit einer VR-Brille nahezu in Echtzeit analysiert werden.
Potenzial für die industrielle Anwendung
Die entwickelten Lösungen sollen eine industrielle Serienfertigung unterstützen und Unternehmen ermöglichen, VR- und 5G-Technologien in eigene Fertigungsprozesse zu integrieren. Zukünftige Forschungsarbeiten sollen zudem die direkte Interaktion mit der Maschine in Echtzeit ermöglichen, um Fehler frühzeitig zu erkennen und Ausschuss zu reduzieren.
Quelle: Fraunhofer IPT.
Hinweis in eigener Sache:
5.5 Jahre 5G in NRW – Lehren aus der Industrie: Erfolge und Reflexion
Der 5G-Industry Campus Europe und das Competence Center 5G.NRW laden zu einem praxisorientierten Austausch über industrielle 5G-Erfolgsgeschichten im Fraunhofer IPT ein. Es erwarten Sie interessante Einblicke in aktuelle 5G-Anwendungen in der Produktion und der Logistik. Darüber hinaus stellen wir Ihnen eine Fallstudie zum Thema 5G und der „Return on Invest“ vor.