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Auslegung und Bewertung laserintegrierter Bearbeitungszentren

ISBN: 978-3-86359-274-5

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Kurzübersicht

Die Integration kostenintensiver Technologien in Werkzeugmaschinen ermöglicht zwar die angestrebte Komplettbearbeitung von hochveredelten Bauteilen, allerdings führen die deutlich ansteigenden Maschinenstundensätze der Multi-Technologie Maschinen zu weiteren Herausforderungen. In wie weit diesen Anforderungen Rechnung getragen werden kann, wird anhand einer im Rahmen des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ entwickelten Demonstratoranlage ganzheitlich diskutiert.

Auslegung und Bewertung laserintegrierter Bearbeitungszentren

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Details

Zur Lösung des Dilemmas zwischen steigenden Maschinenstundensätzen, hervorgerufen durch die Integration kostenintensiver Technologien und der Anforderung der Komplettbearbeitung hochveredelter, dem Kundenwunsch angepasster Produkte, bieten sich Werkzeugmaschinen mit mehreren zeitgleich wertschöpfenden Arbeitsräumen an. Durch den zeitgleichen Einsatz mehrerer Arbeitsräume in Kombination mit mehreren Bearbeitungsressourcen verteilen sich die Maschinenkosten auf mehrere Produkte, so dass diese zu Herstellkosten nahe der Serienproduktion gefertigt werden können.

Die simultane Nutzung mehrerer Arbeitsräume erfordert eine entsprechend konstruktive Auslegung der Maschinenstruktur sowie die Integration zusätzlicher Manipulatoren, die bestimmte Bearbeitungsprozesse ausführen können. Der zeitgleiche Einsatz mehrerer Bearbeitungseinheiten kann, neben thermischer Beeinflussung, zu mechanischen Anregungen der Maschinenstruktur und somit zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Bearbeitung in mehreren Arbeitsräumen führen, so dass eine hinreichende Bearbeitungsqualität möglicherweise nicht gewährleistet werden kann. In der frühen Phase der Maschinenauslegung müssen die einzelnen Komponenten und Prozesse entsprechend mechanisch qualifiziert und ausgelegt werden.

Durch die Integration von leistungsstarken laserbasierten Bearbeitungstechnologien ergeben sich thermische Herausforderungen. Zum Beispiel muss verhindert werden, dass sich bestimmte Strukturkomponenten der Werkzeugmaschine derart erwärmen und verformen, dass die Bearbeitungsgenauigkeit später stattfindender Prozessschritte nicht gewährleistet werden kann.

Im Hinblick auf die Betriebssicherheit ergeben sich durch die zeitgleiche Bedienbarkeit der Arbeitsräume ebenfalls besondere Anforderungen an das Sicherheitskonzept. Wie dieses strukturiert entwickelt werden kann, ist mit Hilfe von Ablaufdiagrammen detailliert dargelegt.

Vor allem vor dem Hintergrund der Erkenntnisse aus den vorhergehenden Untersuchungen werden zum Schluss die Dimensionen „Bearbeitungsqualität“ und „Flexibilität“ mit Hilfe der Nutzwert-Kosten-Analyse diskutiert. Dabei werden verschiedene Quantitäten und Konfigurationen von Arbeitsräumen und Manipulatoren miteinander verglichen. Die Wirtschaftlichkeit derartiger Maschinenkonzepte hängt stark von deren detaillierter Konfiguration ab und ist zukünftig hauptsächlich von der weiteren Erforschung der qualitätsrelevanten Wechselwirkungen sowie der Verbesserung der Bedienbarkeit abhängig.

 

Zusatzinformation

Autor Breitbach, Tobias
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-274-5
Gewicht 0.250 kg
Erscheinungsdatum 22.12.2014
Lieferzeit 3-4 Tage
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