Fertigungssimulation Bearbeitungsstrategien für Großbauteile senken Durchlaufzeit

Redakteur: Reinhold Schäfer

Bei sehr hohen Arbeitsumfängen ist an großen Bauteilen die zeitgleiche Durchführung der Arbeiten mit mehreren Maschinen meist zwingend notwendig. Für eine optimale und adaptive Abstimmung der Arbeiten, die für eine niedrige Durchlaufzeit sorgen soll, hat ein Chemnitzer Institut unterschiedliche Strategien entwickelt.

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Bild 1: Die Fertigung von Flugzeugen ist eine hochkomplexe und anspruchsvolle Aufgabe. Insbesondere die Größe der Bauteile erschwert die Materialsteuerung und -organisation, den Transport sowie die gesamte maschinelle Bearbeitung. (Bild: Airbus Industries)
Bild 1: Die Fertigung von Flugzeugen ist eine hochkomplexe und anspruchsvolle Aufgabe. Insbesondere die Größe der Bauteile erschwert die Materialsteuerung und -organisation, den Transport sowie die gesamte maschinelle Bearbeitung. (Bild: Airbus Industries)

Um Produktions- oder Taktzeiten bei sehr hohen Arbeitsumfängen einzuhalten, ist an großen Bauteilen die zeitgleiche Durchführung der Arbeiten mit mehreren Maschinen meist zwingend notwendig. Für eine optimale und adaptive Abstimmung der Arbeiten hat das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz unterschiedliche Strategien entwickelt.

Produktion fast flächendeckend automatisiert

Die Automatisierung ist in vielen Bereichen zweifelsohne weit fortgeschritten, auch wenn der Mensch nach wie vor eine unverzichtbare Größe in den meisten Prozessen ist und auch zukünftig seinen Platz im Produktionsablauf haben wird.

Es gibt aber auch derzeit noch produktionstechnische Bereiche, in denen automatisierte Prozesse bisher wenig ausgeprägt sind. Außer der Raum- und Luftfahrtindustrie sind dazu auch der Schiffsbau und der Schienenfahrzeugbau zu zählen, deren Gemeinsamkeit vor allem die Größe der Bauteile und Baugruppen ist [1 und 2].

Insbesondere mit Blick auf eine angestrebte automatisierte Fließfertigung solcher großen Bauteile existiert noch eine Vielzahl ungelöster Probleme, zum Beispiel bezüglich der Produktionslogistik, der vorrichtungsseitigen Bauteilaufnahme sowie der Bearbeitungs- und Montageaufgaben [3]. So wird es unter Wirtschaftlichkeitskriterien und aufgrund vorgegebener Taktzeiten notwendig sein, dass mehrere Bearbeitungseinheiten gleichzeitig an einem Bauteil arbeiten. Das Maschinenkonzept beruht oftmals auf einem portalartigen Achsaufbau. Jedoch ziehen ein solch komplexer Aufbau und die Vielzahl an Bearbeitungsaufgaben verschiedene Restriktionen nach sich, welche bei der Steuerung der einzelnen Bearbeitungseinheiten beachtet werden müssen.

Varianten von Bearbeitungsabfolgen müssen entwickelt werden

So müssen einzelne Bearbeitungspositionen bestimmt und Varianten von Bearbeitungsabfolgen entwickelt und analysiert werden. Daneben ist das Arbeitsvolumen auf die verfügbaren Bearbeitungseinheiten aufzuteilen und die Mitführung erforderlicher Werkzeuge inklusive Werkzeugwechsel zu planen. Das Finden von Lösungen sollte dabei stets unter dem Leitgedanken nach kurzen Bearbeitungszeiten erfolgen und stellt in Verbindung mit verschiedenen Restriktionen die eigentliche Herausforderung dar.

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