Fertigung Modulare Werkzeugmaschine vereint verschiedene Fertigungstechnologien

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Universität Stuttgart ISW Institut für Steuerungstechnik

Franke GmbH

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

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Der 3D-Druck, klassische spanabhebende Verfahren sowie die Bearbeitung mittels Laserstrahl sind Fertigungsverfahren, die alle samt unterschiedliche Anforderungen an die Maschinenkinematik und den -aufbau stellen. Eine modulare Werkzeugmaschine zu konstruieren, die alle Verfahren vereint, ist daher besonders herausfordernd. An der Universität Stuttgart werden diverse Lösungen entwickelt.

Im Rahmen eines durch den Innovations Campus Mobilität der Zukunft (ICM) geförderten Forschungsprojektes entsteht am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart eine modulare Werkzeugmaschine, welche verschiedene Fertigungstechnologien vereinen soll. Dafür verfolgen die Wissenschaftler einen modularen Ansatz in Form von austauschbaren Prozessmodulen. Zu den adressierten Technologien zählen unter anderem der 3D-Druck (Binder Jetting und Fused Deposition Modeling), klassische spanabhebende Verfahren wie das Fräsen sowie die Bearbeitung mittels Laserstrahl wie Laserscheiden oder Laserscannen. Aufgrund der teils sehr unterschiedlichen Anforderungen (Kräfte, Beschleunigungen, Steifigkeit etc.) der Fertigungsprozesse an die Maschinenkinematik sowie den -aufbau, stellt die Entwicklung einer modularen Werkzeugmaschine, welche alle genannten Anforderungen bestmöglich erfüllt, eine große Herausforderung dar.

Um die Herausforderungen zu meistern und die vielfältigen Forschungsfragen in den Bereichen Steuerungs- und Antriebstechnik unter industriellen Bedingungen zu erforschen, wird am ISW die modulare Werkzeugmaschine MoNA entwickelt. Das Konzept der Maschine basiert auf einer offenen Steuerungsarchitektur sowie einer flexiblen Hardware. Es wird eine Beckhoff Twincat-Steuerung mit Hot-Connect-Technologie verwendet, was beispielsweise das Hinzufügung oder Entfernen von Busteilnehmern während des Betriebs erlaubt. Die Maschinenkomponenten werden ebenfalls für hohe Flexibilität konzipiert, wodurch eine schnelle und unkomplizierte Umkonfiguration der Gesamtanlage ermöglicht wird.