Flexible Hochleistungsbearbeitung mit mobilen Werkzeugmaschinen (MANUNET-MobilePERFORM)

Problemlage
Werkzeugmaschinen werden mobil – Die Herstellung und Bearbeitung großer Bauteile, wie zum Beispiel in der Energie- und Bahntechnik, ist aufwändig. Zum einen werden sehr große Bearbeitungsmaschinen benötigt, zum anderen kann der Werkstücktransport zum Bearbeitungsort komplex sein. Ein neuartiger Ansatz ist die Nutzung kleiner mobiler Werkzeugmaschinen, die zum Werkstück transportiert werden und dieses direkt am Einsatzort bearbeiten. Bisher existieren lediglich Sonderlösungen, die zum Großteil nur einfache Geometrien bearbeiten können und wesentliche Defizite hinsichtlich Genauigkeit und Produktivität aufweisen. Um mobilen Werkzeugmaschinen ein breites Anwendungsfeld zu eröffnen, fehlt es insbesondere an innovativen Methoden zur Anpassung an wechselnde Einsatzbedingungen sowie an Hilfsmitteln und Methoden für die Einrichtung der Maschine am Werkstück.

Zielsetzung
Ziel des internationalen Forschungsprojekts MobilePERFORM ist die Befähigung mobiler Werkzeugmaschinen zur industriellen Bearbeitung komplexer Großbauteile. Im Fokus steht dabei die Steigerung der Leistungsfähigkeit durch die Entwicklung entsprechender kompakter, leichter und leistungsfähiger Maschinen, adaptiver Schnittstellen zwischen Werkstück und Maschine, sowie Assistenzsystemen zur Kalibierung, Maschinensimulation und Prozessplanung in der mobilen Bearbeitung.

Vorgehensweise
Im Projekt sollen dazu neuartige kompakte Maschinenkonzepte mit fünf Bewegungsachsen erarbeitet werden, die die mobile Bearbeitung komplexer Geometrien und eine schnelle, flexible Positionierung am Werkstück ermöglichen. Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt sind innovative Simulationsansätze, die erstmalig eine kurzfristige Modellkopplung der Maschine mit stetig wechselnden Werkstücken zulassen. Für das flexible Einsatzfeld mobiler Werkzeugmaschinen wird damit zukünftig eine Evaluation der dynamischen Systemeigenschaften und eine darauf basierende vorausschauende Prozessplanung ermöglicht. Neuartige Messkonzepte, basierend auf optischen Verfahren, sollen zudem Genauigkeit und Geschwindigkeit der Maschinenkalibierung auf ein neues Niveau heben. Die Erprobung der Konzepte erfolgt durch Integration in Versuchsträger unter industrienahen Einsatzbedingungen.
Bei erfolgreicher Umsetzung wird es in Zukunft möglich sein, mobile Werkzeugmaschinen für komplexe Arbeitsabläufe direkt vor Ort einzusetzen. Insgesamt soll die Inbetriebnahmedauer mobiler Werkzeugmaschinen vor Ort um 70 v. H. und die Bearbeitungszeit um 20 v. H. verkürzt werden bei einer signifikanten Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit. Nach der prototypischen Umsetzung in Energie- und Bahntechnik ist mit einer Erweiterung beispielsweise in den Schiffs- und Flugzeugbau zu rechnen, das heißt dort, wo ebenfalls große Bauteile gefertigt und bearbeitet werden.

• ETALON AG
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• METROM Mechatronische Maschinen GmbH