Sauberere Robotikfertigung
Die verarbeitende Industrie ist eine der stärksten Säulen der europäischen Wirtschaft, denn sie beschäftigt Millionen Menschen und erwirtschaftet Billionen Euro. In verschiedenen Sektoren wie dem Verkehrswesen, der Energieerzeugung und dem Baugewerbe ist eine deutliche Verlagerung hin zum Ersatz von Metallteilen durch Verbundwerkstoffteile zu beobachten. Dieser Wandel zielt nicht nur auf eine Gewichtsreduzierung der Komponenten ab, sondern auch auf eine optimierte Produktleistung. Der Fertigungsprozess von Verbundwerkstoffteilen stellt jedoch eine große Herausforderung dar, da erhebliche Mengen von Staub entstehen. Dieser Staub enthält Fasern(öffnet in neuem Fenster) und stellt ein erhebliches Gesundheitsrisiko für die Haut, die Augen und, wenn er eingeatmet wird, die Lunge der Arbeitskräfte dar. Es besteht daher ein dringender Bedarf an saubereren Fertigungsverfahren.
Robotiksystem mit interner Staubabsaugung
Die Fertigung von Verbundwerkstoffteilen beruht traditionell auf manueller Arbeit oder dem Einsatz von Fräsmaschinen, was oft mit einem stolzen Preis und einem eher starren Funktionsrahmen verbunden ist. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts FIBREMACH(öffnet in neuem Fenster) wurde ein innovatives Robotiksystem entwickelt, um die Entstehung von potenziell krebserregendem Staub zu verringern und dabei gleichzeitig eine außergewöhnliche Präzision der Verbundwerkstoffteilfertigung zu gewährleisten. „Im Gegensatz zu bestehenden Robotiklösungen hat das FIBREMACH-System eine qualitativ hochwertige Fertigung zu bieten und verfügt über einen internen Staubabsaugmechanismus(öffnet in neuem Fenster), der die Exposition des Bedienpersonals gegenüber gefährlichen Staubpartikeln minimiert“, betont Projektkoordinator Ibai Inziarte. Da das System den Staub direkt an der Schneidkante auffängt, übertrifft seine Wirksamkeit die der üblichen externen Absaugmethoden. Mithilfe eines sorgfältig konzipierten Ableitungssystems wird der Staub wirksam aufgefangen und zurückgehalten(öffnet in neuem Fenster), wodurch eine sicherere und sauberere Arbeitsumgebung gewährleistet wird.
Kameras und Sensoren zur Hochpräzisionsbearbeitung
Das FIBREMACH-Projektteam hat mehrere wichtige technologische Innovationen hervorgebracht, darunter die Integration von Hochpräzisionskameras(öffnet in neuem Fenster) zur kontinuierlichen Nachverfolgung der Position und Ausrichtung des Roboters. Dieses System korrigiert alle Abweichungen in Echtzeit, was eine außergewöhnliche Bearbeitungsgenauigkeit innerhalb von Millimeterbruchteilen zulässt. „Dieses Präzisionsniveau stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber den existierenden automatisierten Lösungen dar, wodurch die strengen Genauigkeitsanforderungen hochwertiger Anwendungen erfüllt werden“, betont Inziarte. Zudem gestatten die in das System integrierten Schwingungs- und Kraftsensoren, dass der Bearbeitungsprozess in Echtzeit überwacht und Schwingungen erkannt werden, die das Verbundwerkstoffprodukt beschädigen könnten. Das System warnt die Bedienenden nicht nur vor möglichen Problemen, sondern schlägt auch Korrekturmaßnahmen zur Optimierung der Schneidbedingungen vor.
An den industriellen Maßstab anpassbar
Wichtig ist, dass die im Rahmen von FIBREMACH entwickelte Robotikarchitektur skalierbar ist und problemlos an Roboter unterschiedlicher Größe anpassbar ist. Mit dieser Flexibilität wird gewährleistet, dass Unternehmen, die derzeit mit dem manuellen Fräsen, Schneiden und Bohren von Verbundwerkstoffen beschäftigt sind, oder die Fräsmaschinen verwenden, auf eine robotergestützte Lösung umsteigen können, welche die Produktivität steigert. Wirksamkeit und Zuverlässigkeit des FIBREMACH-Systems wurden in den Anlagen von AERNNOVA, einem wichtigen Projektpartner, sorgfältig geprüft. Validierungstests, bei denen unter anderem kritische Bauteile aus der Luft- und Raumfahrt bearbeitet wurden, ergaben, dass mit dem System der gesamte bei der Bearbeitung entstehende Staub wirkungsvoll entfernt werden kann. In Anerkennung der bahnbrechenden Innovation wurde die Arbeit von FIBREMACH mit dem Machine Tool Innovation Award 2023(öffnet in neuem Fenster) (Werkzeugmaschinen-Innovationspreis) des Europäischen Kooperationsausschusses der Werkzeugmaschinenindustrie (CECIMO) ausgezeichnet. Dadurch wird das Potenzial des Systems verdeutlicht, die Verbundwerkstoffteilfertigung zu revolutionieren, da es nicht nur eine unvergleichliche Präzision, sondern auch eine sicherere und sauberere Arbeitsumgebung bietet und im Endeffekt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen verarbeitenden Industrie fördert.
