Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »InnoFlex«
Produkte und Prozesse mit verbesserter Effizienz
Angesichts der zunehmenden Verknappung und Verteuerung der natürlichen Ressourcen sowie dem ständigen Innovationsdruck und der Forderung nach Flexibilität ist die Effizienzsteigerung in der Produktion ein zentrales Thema und ein Wettbewerbsfaktor für Unternehmen bezüglich der Gestaltung von Maschinen oder Produktionsprozessen.
Heutzutage müssen Unternehmen ihre Wettbewerbsfähigkeit dadurch sichern, dass sie Produkte mit maßgeschneiderter Funktionalität anbieten und gleichzeitig die Anforderungen an Leistungssteigerung und Produktlebensdauer bei unverminderter Funktionssicherheit erfüllen. Dementsprechend adressierte das dreijährige, öffentlich geförderte Forschungsprojekt »InnoFlex – Innovativer, adaptiver und flexibler Feinbearbeitungsprozess für die Automatisierung von manuellen Feinbearbeitungsprozessen am Beispiel von Werkzeugformen« die folgenden Bereiche:
- Flexible Gestaltung effizienter Fertigungsprozesse. Die bedarfsgerechte Anpassung von Produktionssystemen und die Flexibilisierung von Fertigungsprozessketten werden durch die ständig zunehmende Produktvielfalt beeinflusst. Darüber hinaus werden unterschiedliche Losgrößen für produzierende Unternehmen immer fundamentaler.
- Analyse produktionsbezogener Parameter auf Oberflächeneigenschaften. Je nach Herstellungsverfahren unterscheiden sich die Oberflächeneigenschaften von Bauteilen häufig und beeinflussen das spätere Funktionsverhalten.
- Optimierung und Verkürzung von Prozessketten. Die Erforschung effizienter Fertigungsprozesse sollte untrennbar mit der Entwicklung der notwendigen Maschinen- und Anlagentechnik verbunden sein, da diese letztlich die Durchlaufzeiten der Produkte reduzieren können.
Automatisierung von manuellen Feinbearbeitungsprozessen
Im Projekt »InnoFlex« verbanden wir unsere Erfahrung in der CAM-Programmierung mit Modelltheorien, die wir systematisch entwickelten, um den Feinbearbeitungsprozess werkzeugmaschinenintegriert und roboterbasiert zu automatisieren. Dazu setzten wir ein kraftregelbares Werkzeugsystem ein und steuerten es mit digital angereicherten Bahndaten in einem automatisierten Prozess anwendungsorientiert, modellbasiert kraft- und wegadaptiv.
Dieser Ansatz basierte auf den Prinzipien der Feinbearbeitung und erlaubte die Bahnadaption auf der Basis eines Verschleißmodells – und nicht wie üblich auf der Basis eines Objektpenetrationsmodells. Mit diesem CAM-gestützten Ansatz und dem Einsatz eines intelligenten und dynamischen Werkzeugsystems mit speziell für die Feinbearbeitung entwickelten Schleif- und Polierwerkzeugen wurde eine ganzheitliche Lösung entwickelt, die es erlaubt, auch Freiformflächen systematisch mit homogener Schleifprofiltiefe und reproduzierbaren Ergebnissen zu bearbeiten.
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (Projektleitung)
- Grunewald GmbH & Co. KG (Projektpartner)
- ModuleWorks GmbH (Projektpartner)
Förderung
Das Forschungsprojekt wird aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen des Operationellen Programms Nordrhein-Westfalen (OP NRW) „Leitmarktwettbewerb Produktion.NRW“ gefördert.
Projektträger
Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH