Besser Schweißen mit 5G

Die Uni Siegen zählt zu den Siegern des landesweiten Wettbewerbs „5G.NRW“. Sie erhält damit eine Förderung für ein heimisches 5G-Projekt: Dabei geht es darum, mit Hilfe der neuen Technologie automatisierte Schweißprozesse zu verbessern.

Mobile Highspeed-Verbindungen auf der Basis von 5G eröffnen jede Menge neuer Möglichkeiten, durch die Datenübertragung in Echtzeit nimmt die Digitalisierung Fahrt auf. Um konkrete Anwendungsfelder für die 5G-Technologie auszuloten, hat das Land NRW den Wettbewerb „5G.NRW“ ausgerufen. Aus 24 Einreichungen wurden 13 herausragende Projekte zur Förderung ausgewählt, darunter auch das Vorhaben „5GROW“ der Universität Siegen. Zusammen mit der Smarten Demonstrationsfabrik Siegen (SFDS) und weiteren Partnern sollen dabei Schweißprozesse optimiert werden – mit Hilfe von 5G und künstlicher Intelligenz (KI). Das Projekt startet Anfang 2021 und hat ein Volumen von rund 2 Millionen Euro.

Entwickelt wurde das Projekt am Lehrstuhl für International Production Engineering and Management (IPEM) unter Federführung von Prof. Dr. Peter Burggräf. „Unser Ziel ist es, automatisierte Schweißprozesse und damit auch die Qualität der geschweißten Bauteile deutlich zu verbessern. So entsteht weniger Ausschuss und es lässt sich viel Material und Energie einsparen“, erklärt Prof. Burggräf. Konkret geht es um Bauteile, die von Robotern aus mehreren Einzelteilen automatisch zusammengeschweißt werden. So besteht beispielsweise eine Hinterachse für ein Fahrwerk im Automobilbereich aus bis zu 20 Einzelteilen. Das Problem: Häufig weichen die Maße dieser Teile mehr oder weniger stark von den eigentlichen Sollmaßen ab. Dann muss ein Maschinenbediener in den Prozess eingreifen und die Schweißbahnen des Roboters aufwändig nachprogrammieren. Oder es entstehen fehlerhafte Bauteile, die am Ende aussortiert werden müssen.

„Beides ist ärgerlich und kostet Zeit und Geld. Wir möchten 5G und künstliche Intelligenz einsetzen, um den Schweißprozess in Echtzeit an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen und bessere Ergebnisse zu erzielen“, erklärt 5GROW-Projektleiter Oliver Bischoff. Schon vor Beginn des eigentlichen Schweißprozesses sollen die Rohteile gescannt werden. Abweichungen von den Sollmaßen werden dabei erfasst und mittels künstlicher Intelligenz in die Schweißbahn des Roboters „übersetzt“. Der Schweißroboter selbst wird mit einer Kamera ausgestattet, die den Schweißprozess filmt und die Roboterbahn mittels 5G und KI in Echtzeit entsprechend der tatsächlichen Gegebenheiten regeln kann. „Nachjustierungen sind so ohne zeitliche Verzögerung möglich. Dank der 5G-Technologie funktioniert das Ganze außerdem vollkommen kabellos, was in Hochtemperaturanwendungen wie dem Schweißen weitere Vorteile bringt“, sagt Bischoff.

Umgesetzt werden soll die neue Produktionstechnologie in der Smarten Demonstrationsfabrik in Kreuztal-Buschhütten. Dort sollen Interessierte und Unternehmen den neuartigen Schweißprozess künftig auch „live“ im Einsatz erleben können. An dem Projekt beteiligt ist außerdem die Firma Carl Cloos Schweißtechnik GmbH aus Haiger, die Schweißroboter fertigt und die Betreuung der Roboteranlage übernimmt. Zwei weitere Partner aus Dortmund und Mettmann steuern Know How in Sachen künstliche Intelligenz und Systemintegration bei.

NRW-Wirtschafts- und Digitalminister Andreas Pinkwart sagte bei der Verkündung der Wettbewerbs-Sieger von „5G.NRW“: „Die zur Förderung vorgeschlagenen Konsortien aus Wissenschaft und Wirtschaft werden die Entwicklung unseres Landes als 5G-Innovationslabor deutlich vorantreiben und landesweit spannende Vorhaben planen und umsetzen. Durch die Vernetzung dieser Projekte wollen wir ein Cluster schaffen, das führend bei der Anwendung von 5G sein wird.“ Mit dem Projekt 5GROW sehen sich die Universität Siegen und ihre Partner als Speerspitze, wenn es darum geht, 5G als Technologie nach Südwestfalen zu holen und in die industrielle Landschaft der Region einzubinden.

Kontakt:
Oliver Bischoff (Projektleiter)
Tel.: 0175-5646802
E-Mail: oliver.bischoff@uni-siegen.de  

In der Smarten Demonstrationsfabrik Siegen (SDFS) können sich Interessierte den neuartigen Schweißprozess in Zukunft auch "live" anschauen. (Foto: Hoogen Architektur)