Forscher entwickeln flexibles Produktionssystem

Flexibles Produktionssystem: Höhere Kraft und Genauigkeit, etwa bei der Montage eines Fahrradrahmens (Quelle: wbk, KIT)

Konsumenten wünschen sich immer individueller gestaltete Produkte. Industrie- und Konsumgüter mit hohem Individualisierungsgrad und entsprechender Qualität in kleineren Stückzahlen wirtschaftlich und konkurrenzfähig herzustellen, erfordert aber geeignete Fertigungsprozesse. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Karlsruhe, entwickeln deshalb im Rahmen des Forschungsprojekts Wertstromkinematik gemeinsam mit Industriepartnern Siemens und dem Werkzeugmaschinenhersteller Grob ein neuartiges Produktionsplanungssystem, das die Produktivität und Genauigkeit von Spezialmaschinen mit der Flexibilität und Wandlungsfähigkeit von Industrierobotern kombinieren soll.

"Die Wertstromkinematik könnte die heutige Produktionslandschaft revolutionieren", sagt Professor Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Institut für Produktionstechnikund Initiator des neuartigen Produktionsansatzes. Sie könne große Hallen überflüssig machen und lange Lieferketten oder Produktionsausfälle aufgrund von Lieferengpässen verhindern.

Aufbau macht häufige und flexible Neuanordnung möglich

Das System ist aus mehreren einheitlichen und frei konfigurierbaren Einzeleinheiten (Kinematiken) aufgebaut. Sie führen die in der Robotik üblichen Handhabungsaufgaben aus und sind darüber hinaus in der Lage, diverse Fertigungswerkzeuge anzudocken, um Prozesse wie Montage, additive Fertigung, Trenn- und Fügeverfahren sowie Zerspanungsaufgaben und Qualitätssicherung vollautomatisch und innerhalb eines vielschichtigen Produktionsflusses selbst auszuführen. Dieser Aufbau ermögliche eine häufige und flexible Neuanordnung des Produktionssystems, ohne dass kostspielige zusätzliche Anlagen hinzugekauft werden müssen, heißt es in einer Mitteilung.

"Die Besonderheit unseres Produktionssystems ist: Die einzelnen Einheiten lassen sich koppeln, um zu kooperieren und so die heutigen Spezialmaschinen für bestimmte Aufgaben und Prozesse zu ersetzen", erläutert Edgar Mühlbeier vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. Nach Erledigung der Aufgabe lassen sie sich demnach wieder entkoppeln und getrennt einsetzen. Auf diese Weise könnten Unternehmen die Zahl der – oft sehr kostspieligen – Produktionsmaschinen senken. Um die Planungs- und Inbetriebnahmezeit deutlich zu verkürzen, soll zudem eine intuitiv und einfach zu bedienende Engineering-Plattform die Ingenieure auch in mittelständischen Unternehmen webbasiert und damit plattformunabhängig unterstützen: vom Entwerfen eines Produkts im CAD über die Planung von Anzahl, Anordnung und Koppelung der Kinematiken bis zur Simulation und Feinjustierung des Produktionssytems.

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