Intelligente Fertigungszelle

• Subject Area: Production Technology
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 243465568

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Am Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung (IFQ) der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg ergänzt das beschaffte Fräszentrum den Maschinenbestand und dessen Fertigungsspektrum um die simultane 5-Achs-Hochgeschwindigkeitszerspanung. Die Maschine war und ist Teil unterschiedlicher Forschungsvorhaben für die Entwicklung innovativer Technologien im Bereich der Fertigungstechnik und Qualitätssicherung. Für die Optimierung der Bearbeitung dünnwandiger Bauteile wurde mit Hilfe der Fräsmaschine eine intelligente Vorrichtung entwickelt, mit welcher instabile Prozesszustände sensorisch erkannt und mittels aktivem Eingriff vermieden bzw. abgeschwächt werden können. Die Maschine stand dabei im Zentrum zahlreicher Versuchsreihen um das Verhalten der entwickelten Vorrichtung zu untersuchen und deren optimalen Parameter für die Konstruktion, Modellbildung und Reglerauslegung zu bestimmen. Ebenso diente die Maschine der Untersuchung von Verzugsneigungen während der Fertigung dünnwandiger Aluminiumbauteile. Vor allem im Bereich des Flugzeugbaus werden an diese Bauteile hohe Ansprüche in der Fertigung und an die Bauteilqualität gestellt. Mit der Fräsmaschine wurden dazu grundlegende Untersuchungen durchgeführt auf deren Basis eine Vorrichtung entwickelt wurde, mit welcher die Produktivität und Bauteilqualität erheblich gesteigert werden konnte. Zudem wurde die Maschine für die Entwicklung eines sensorischen Werkzeugs zur frühzeitigen Erkennung von Werkzeugverschleiß genutzt. Ergänzt um ein Übertragungssystem für die Energieversorgung und das Signal eines, in einem Fräswerkzeug integrierten Sensors, war es möglich verschleißbedingte Änderungen beim Spanen sehr nah am Prozess zu detektieren. Die beschaffte Maschine wurde dazu direkt in die Regelung des Prozesses eingebunden. Über die Kommunikation mit der Maschinensteuerung konnten damit bei instabilen Zuständen die Prozessparameter, wie Spindeldrehzahl oder Vorschub in Echtzeit angepasst und somit der Werkzeugverschleiß erfolgreich verringert werden. Die beschaffte Fräsmaschine wurde und wird zudem für die Vorbereitung und Unterstützung zahlreicher weiterer Forschungsthemen genutzt.

Publications

• Development of an intelligent chuck system for the improved manufacturing of thin walled parts, In: Proceedings of the 16th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ISBN 978-0-9566790-8-6
  Lerez, Christoph; König, Wolfgang; Hebecker, Tanja; Möhring, H.-C.
  
• Entwicklung eines intelligenten Werkstückhalters für die Fertigung dünnwandiger Bauteile, In: Smart, effizient, mobil: 12. Magdeburger Maschinenbau-Tage
  Lerez, Christoph; Siebrecht, Tobias; Möhring, Hans-Christian; Kersting, Petra
  
• Intelligente Werkstückspannsysteme für die verzugsfreie Fertigung dünnwandiger Aluminiumbauteile, In: Smart, effizient, mobil: 12. Magdeburger Maschinenbau-Tage
  Leopold, Mathias; Hense, Rouven; Möhring, Hans-Christian; Kersting, Petra
  
• A testpart for interdisciplinary analyses in micro production engineering, In: Procedia CIRP - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Bd. 28.2015, S. 106-112
  Möhring, Hans-Christian; Kersting, Petra; Carmignato, S.; Yagüe-Fabra, J. A.; Maestro, M.; Jiménez, R.; Ferraris, E.; Tunc, L. T.; Bleicher, F.; Wits, W. W.; Walczak, K.; Hedlind, M.
  
• Simulation of an active fixture system for preventing workpiece vibrations during milling, In: 4th International Conference on Virtual Machining Process Technology (VMPT 2015):, Canada - Vancouver
  Hense, Rouven; Baumann, Jonas; Siebrecht, Tobias; Kersting, Petra; Biermann, Dirk; Möhring, Hans-Christian
  
• Aktive Schwingungskompensation bei der Bearbeitung dünnwandiger Bauteile, Symposium für Smarte Strukturen und Systeme - 4SMARTS, Darmstadt 2016
  Möhring, H.-C.; Lerez, Christoph; Wiederkehr, Petra
  
• Intelligent Fixtures for High Performance Machining, In: CIRP (Hg.) 2016 – 7th HPC 2016
  Möhring, Hans-Christian; Wiederkehr, Petra
  
• Intelligent Tools for Predictive Process Control, In: Procedia CIRP Volume 57, 2016, Pages 539-544 – CIRP Conference on High Performance Cutting
  Möhring, H-C; Nguyen, Q. P.; Kuhlmann, A.; Lerez, C.; Nguyen, L. T.; Misch, S.
  
• Sensor Integrated CFRP Structures for Intelligent Fixtures, In: International Conference on System-Integrated Intelligence 2016
  Möhring, H.-C.; Wiederkehr, Petra; Lerez, Christoph; Schmitz, Holger; Goldau, Harald; Czichy, Charis
  
• Simulation aided design of intelligent machine tool components, In: Journal of machine engineering. - Wrocław : Ed. Institution of the Wroclaw Board of Scientific Technical Societies Federation NOT, Bd. 16.2016, 3, S. 5-33
  Möhring, Hans-Christian; Wiederkehr, P.; Leopold, Mathias; Nguyen, Le Trung; Hense, R.