Großbauteilfertigung durch Segmentierung

Die Herstellung von Großbauteilen, wie bspw. von Umformwerkzeugen für die Automobilindustrie oder Teilen für Windkraftanlagen, stellt Produzenten vor enorme Herausforderungen. Eine Hürde ist hierbei die Notwendigkeit hochgenauer Groß-Werkzeugmaschinen mit hohem Investitionsaufwand sowie der damit einhergehenden geringen Verfügbarkeit.
Mit der in SWAP erarbeiteten Architektur, den Technologien und Algorithmen lassen sich Großbauteile segmentieren und auf Standardwerkzeugmaschinen fertigen.
Die »SWAP-IT«-Architektur automatisiert diese alternative Prozesskette mit Methoden zur Segmentierung Prozessplanung und  bedarfs- und lastgerechter Aufteilung der Fertigungsaufträge auf verfügbare Maschinen. Zudem bietet die Lösung eine Methode zum anschließenden Fügen der Segmente zum Großbauteil.

Aktuelle Situation und Herausforderungen

  • Einsatz spezialisierter Einzweck-Großwerkzeugmaschinen
  • Steigender Wunsch nach Flexibilität (Stückzahl, Geometrie)
  • Wunsch nach Effizienzsteigerung, zeitparallele Bearbeitung
  • Forderung nach Auslastungsoptimierung

Unsere Projektergebnisse

  • neuartige Prozesskette mit spanender Fertigung der Segmente, Fügen durch kollaborierende Roboter, Finish-Bearbeitung durch temporär gekoppelte Mobile Maschine am Demonstrator validiert
  • Algorithmen bspw. zur optimalen Aufteilung der Bearbeitungsaufgabe durch autonome Segmentierung entwickelt
  • Selbstbeschreibung und Steuerung durch OPC UA Informationsmodelle & Methoden erstellt und Anbindung an SWAP-IT-Architektur hergestellt
  • Demonstration der Gesamtprozesskette am Digitalen Zwilling erarbeitet

Unsere Vision

  • Minimierung des Bedarfs an Großwerkzeugmaschinen durch skalierbare Verknüpfung technologieflexibler Agenten (WZM mit üblichen Arbeitsräumen, Roboter, Mobile Maschine)
  • Steigerung der Flexibilität in der Produktion durch Vernetzung und geeignete Beschreibungssprachen
  • Auslastungsoptimierung durch optimal auf die Fähigkeiten der verfügbaren Feldkomponenten angepasste Aufteilung der Bearbeitungsaufgabe
  • Befähigung zur dezentralen Herstellung komplexer Bauteile (Manufacturing as a Service, Maas)

Anwendungsbereiche

  • Zerspanung von Großbauteilen (Umformwerkzeuge, Windkraftindustrie, Großmotoren)
  • Herstellung komplexer Bauteile mit hohem Gleichanteil und partieller Individualisierung
  • Dezentrale Fertigung mit verschiedenen Prozessen