FlexARob
Werkstattorientierte Werkzeugmaschinenautomatisierung durch flexible Roboterunterstützung
Motivation
Spanende Bearbeitungsprozesse kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) weisen derzeit keinen oder nur geringen Automatisierungsgrad auf. Verkürzte Produktlebenszyklen beziehungsweise geringe Stückzahlen NC-bearbeiteter Teile sowie spezifische Anforderungen erfordern eine häufige Anpassung von Bearbeitungsprozessen und damit ein hohes Maß an Flexibilität der verwendeten Ressourcen. Daher erfolgt die Maschinenbeschickung zurzeit weitestgehend manuell durch die Maschinenbedienerin, den Maschinenbediener. Für die Serienproduktion existieren zwar Ansätze, die die Auslegung und Einrichtung von roboterunterstützten Produktionsprozessen Offline in die Planungsphase vorziehen, diese sind jedoch für Kleinserien aufgrund der Varianz und der in KMU häufig fehlenden Personalressourcen nicht effizient umsetzbar. Darüber hinaus erlaubt der reine Offline-Ansatz mangels geeigneter Interaktionsschnittstellen keine nachträgliche (Online-)Anpassung von Roboterprogrammen. Die Anschaffung von Automatisierungslösungen ist mit einem hohen Investitionsrisiko verbunden, da eine Refinanzierung durch Aufträge mit geringen Stückzahlen meist schwerfällt. Daher müssen zwingend werkstückübergreifende Automatisierungslösungen entwickelt werden, die die strategische Abhängigkeit von einzelnen Aufträgen reduzieren.
Zielsetzung
Zielsetzung des Forschungsprojektes „FlexARob“ ist es, kurzfristige Personalengpässe durch temporäre Automatisierung leichter kompensieren zu können, sowie die Roboterprozesse in die Offline CAD/CAM/NC-Planung ohne Maschinenmodellverfügbarkeit zu integrieren. Dazu findet zunächst eine Grobplanung des automatisierten Fertigungsablaufs statt, um anschließend automatisierte Fertigungsanlagen zu programmieren. Es werden zudem flexible Werkstückschnittstellen(Spannmittel, Greifer) entwickelt - mit besonderen Anforderungen bezüglich Handhabung und wiederholter Positionierung – sowie IT-Schnittstellen der betroffenen Steuerungssysteme.
Vorgehensweise der ersten Projektphase
Das Ziel der ersten Projektphase ist ein umfassender Systementwurf zur Integration der automatisierten Werkstückhandhabung in den Fertigungsprozess. Der Entwurf schließt insbesondere eine tiefgehende Analyse der verwendeten Werkzeugmaschinen ein, für die eine Werkstückbeschickung nachfolgend umgesetzt wird. Auf Anlagenebene werden geeignete räumliche Anordnungen von Bauteilzuführung, Roboter und Werkzeugmaschine simulationsgestützt identifiziert, indem Arbeitsraumeinschränkungen des Roboters während der Online-Inbetriebnahme virtuell abgebildet werden.
Das IGF-Vorhaben FlexARob (AIF/IGF 19202 N ) der Forschungsvereinigung Programmiersprachen für Fertigungseinrichtungen (FVP) e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Förderzeitraum begann im Januar 2017 und endete im Juni 2019.
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Gruppenleiter