Automatisierungstechnik

Arbeitsbereich

Zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen spielt die Automatisierung, besonders im Kontext von Industrie 4.0 eine zentrale Rolle. Insbesondere bei der Fertigung von Großstrukturen bestehen die Herausforderungen in den geringen Losgrößen, den großen Werkstückabmessungen in Verbindung mit großen Fertigungstoleranzen.

© Fraunhofer IGP

Beim Einsatz von Robotern in diesem Umfeld sind die Kosten der Roboterprogrammierung maßgebend. Aus diesem Grund beschäftigen sich unsere Expert:innen mit dem Thema der automatischen Programmierung solcher Systeme. Unsere Lösungen kommen bereits in der maritimen Industrie erfolgreich zum Einsatz. Sie basieren entsprechend des Anwendungsfalles auf der Auswertung von 3D-Sensordaten und erfordern keine Anbindung an ein CAD/CAM-System.
Neben der Programmierung sind oft auch die Hardware-Voraussetzungen für den Einsatz von Robotern in der maritimen Industrie nicht gegeben. Deshalb befasst sich das Team mit der Entwicklung und Realisierung von anwendungsspezifischen Handhabungssystemen und Endeffektoren für unterschiedlichste Anwendungen.
Unser Anspruch ist es dem Kunden zusammen mit den Fachabteilungen des Institutes eine Lösung aus einer Hand für die Produktion von Großstrukturen anzubieten.

Projektübersicht Automatisierungstechnik

Praxistest, Konzept und Weiterentwicklung des Huberpfluges

Biogene Wertschöpfung und Smart Farming

Der „Huberpflug“ ist eine patentierte Pflugvorrichtung zur Bodenbearbeitung, die vom österreichischen Ingenieur Franz-Ferdinand Huber entwickelt wurde und durch die Auflösung des herkömmlichen Scharpflugkörpers in zwei separate Elemente gekennzeichnet ist. Hierbei setzt der Erfinder auf eine in Fahrtrichtung geneigte Hohlscheibe mit davor angeordneten starren Schneidmessern oder rotierenden Schneidscheiben.
Im Zuge eines gemeinsamen Entwicklungsvorhabens unterstützt das Fraunhofer IGP die Firma Huber beim Test und der Weiterentwicklung ihres Pflugkonzeptes. Auf Grundlage der im Praxiseinsatz erhobenen Daten wurde mit Leistungen aus den Bereichen der Konstruktion und Fertigung ein technischer Prototyp realisiert. Nach aussichtsreichen Feldeinsätzen konnte dieses Modell im Zuge einer systematischen Revision in eine Pilotserie überführt werden. Ergänzt wird dieses umfangreiche Projekt durch eine Fabrik- und Produktionsplanung für die neue Fertigungsstätte des Unternehmens in Pasewalk.

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Cyberphysische Produktionssysteme für komplexe Strukturbauteile

Qualitätssicherung und Transparenz in der Produktion

Die Stärkung der Innovationsfähigkeit von klein- und mittelständischen Unternehmen in unserer Region hat für das Fraunhofer IGP eine hohe Priorität. Der Einsatz neuer und Fertigungs- und Logistikkonzepte bietet großes Potenzial, um den wachsenden Ansprüchen dieser Unternehmen gerecht zu werden. Die Fertigung hochkomplexer tiefgezogener Strukturbauteile bedingt durch die hohen Qualitätsanforderungen neue Ansätze zur Überwachung der Prozessschritte. Hierfür wird im Projekt in Kombination von Messtechnik und Automatisierung ein cyberphysisches Produktionssystem umgesetzt. Die ganzheitliche Überführung aller Produktions- und intralogistischen Prozesse in einen digitalen Zwilling ermöglicht die ständige Kontrolle aller Prozesszustände und erhöht langfristig die Qualität und Akzeptanz der Bauteile für den Kunden, durch eine transparente Produktion.

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Passrohrfertigung

Automatisierung der Unikatfertigung von Passrohren

Im Rohrleitungsbau wird in vielen Firmen noch immer vieles manuell gefertigt. Dies hängt oft damit zusammen, dass entweder die Kapazitäten für eine Automatisierung fehlen oder die Fertigung für eine einfache Automatisierungslösung zu individuell ist. Das Fraunhofer Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP hat einen Prozessablauf entwickelt, der die Aufnahme der Geometrien bis zum CAD-Arbeitsplatz auf wenige Schritte verkürzt und digitalisiert.

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GreT

Entwicklung eines automatisierten Trägersystems für Verbindungswerkzeuge an Längsteilungen

Für den Bau von Windkraftanlagen in Paneelbauweise sollen Paneele zu einem Turm gefügt werden, da bei immer größer werdenden Nabenhöhen die konventionelle Turmbauweise nicht mehr wirtschaftlich ist. Um das Fügen dieser Elemente zu erleichtern, soll ein:e Monteur:in lediglich den Fügepart des Verbindungssystems von der Innenseite des Turmes aufschrauben und dieses dann fügen. Die Verbindungssysteme sollen hierbei von der Außenseite des Turms automatisiert zugeführt werden. Dafür wurde eine Automatisierungslösung in Form eines Bolzensteckroboters entwickelt, der eine Verbindungsstelle autonom abfährt, die Bohrungen detektiert und dem/der Monteur:in die Verbindungselemente zur Verfügung stellt.

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IntRobAS

Entwicklung intelligenter Schweißroboter für Anwendungen im Schiffbau

Der Spezialschiffbau in Deutschland ist geprägt durch geringe Losgrößen und den Einsatz unterschiedlicher Materialien. Ein wesentlicher Arbeitsschritt im Rahmen des Schiffskörperbaus stellt das Schweißen dar. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Systems zur Programmierung von Schweißrobotern im Schiffbau, welches basierend 3D-Sensordaten der aktuellen Bauteile die zum Schweißen benötigten Roboterprogramme weitestgehend automatisch erzeugt.

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iVeSPA

Automatisierte Krananlagen im Flugzeugbau

Die Digitalisierung bietet im Bereich der Logistik ein enormes Potential für die Effizienzsteigerung. Hier kann durch eine offene und kooperative Automatisierung der wertschöpfende Arbeitsanteil von Mitarbeitern erheblich verbessert werden.  Gemeinsam mit Airbus realisiert das Fraunhofer IGP über mehrere Jahre im Rahmen eines Luftfahrtforschungs und – technologie-Projektes die Integration einer automatisierten Krananlage in den komplexen Produktionsprozess moderner Flugzeuge

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Leistungen

Handhabungstechnik

  • Entwicklung und Realisierung von Roboter- und Sonderkinematiken nach Kundenspezifikation
  • Entwicklung von anwendungsspezifischen  Endeffektoren und Vorrichtungen

Steuerungs- und Regelungstechnik

  • Entwicklung individueller Roboter- und Kransteuerungen
  • Integration elektrischer Antriebssysteme
  • Mess- und sensortechnische Lösungen für den industriellen Einsatz
  • Prozessdatenverarbeitung und Maschinelles Lernen

Programmierung / Sensordatenverarbeitung

  • Automatische Roboterprogrammierung
  • Werkzeugkalibration und Referenzierung
  • Adaptive Robotersteuerung

Roboterapplikationen

  • Im Bereich Fügen, Umformen und Generative Verfahren
  • Konzepterstellung von Roboterzellen bis hin zum Sicherheitskonzept
  • Auswahl und Integration der Werkzeuge und Sensorik
  • Unterstützung bei der Realisierung

Ausstattung

Roboter
Software E-Technik- und Robotiklabor
  • Schweißroboter KUKA KR5-2 arc HW mit Zweiachs-Positionierer DKP400
  • MIG/MAG-Tandemschweißanlage (Fronius)
  • Bearbeitungs- und Handhabungsroboterzelle KUKA KR 240
  • Schweißroboter KUKA KR15 einschl. Sensorik und Peripherie (MIG/MAG Eindrahtschweißanlage) in Portalausführung (Arbeitsraum 4.000 x 4.200 x 1.500 mm) für Schneid-, Schweiß- und Fräsversuche
  • 2x Industrieroboter KUKA KR10 R900 mit Zusatzachsen und Roboteam-Schnittstellen
  • ANSYS
  • MSC ADAMS   
  • CATIA
  • TIA Portal
  • Beckhoff TwinCAT
  • LabView
  • Technikum mit kompletter Ausstattung und großer Versuchsfläche
  • Mechanische Werkstatt
  • DMG Dreh-Fräszentrum LTX beta 1250 mit Gegenspindel und 16-fach-Sternrevolver
  • Deckel Maho 5-Achs-Universal-Fräsmaschine DMU 100 mono Block mit 32 Magazinplätzen
  • div. mobile Absauganlagen