Produktionslogistik: KIT entwickelt Fertigungssystem für Losgröße eins

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) forscht gemeinsam mit Partnern aus der Industrie derzeit an einem Produktionsplanungssystem, mit dem die finanziell moderate Fertigung von Losgröße eins durch die Kombination von Automatisierbarkeit und flexiblen Produktionsmethoden möglich sein soll. Wie das KIT am 17. August in einer Pressemeldung mitteilte, soll dazu im Rahmen des Forschungsprojekts „Wertstromkinematik“ ein vollkommen neuer Produktionsansatz entwickelt werden.

„Geeignete Produktionssysteme, die sich durch hohe Flexibilität und hohen Automatisierungsgrad gleichermaßen auszeichnen, existierten bisher nicht oder nur in Ansätzen. Unser Ansatz schließt diese Lücke“, sagt Edgar Mühlbeier vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT.

Dort koordiniert der Maschinenbauer mit dem Schwerpunkt Steuerungstechnik die Entwicklung des neuen Konzepts. Es kombiniert nach KIT-Angaben die hohe Produktivität und Präzision von Spezialmaschinen mit der Flexibilität von Industrierobotern.

Das System sei aus mehreren einheitlichen und frei konfigurierbaren Einzeleinheiten (Kinematiken) aufgebaut. Diese führen die in der Robotik üblichen Handhabungsaufgaben aus und sind darüber hinaus in der Lage, diverse Fertigungswerkzeuge anzudocken, um Prozesse wie Montage, additive Fertigung, Trenn- und Fügeverfahren sowie Zerspanungsaufgaben und Qualitätssicherung vollautomatisch und innerhalb eines vielschichtigen Produktionsflusses selbst auszuführen, so die Forscher.

„Dieser Aufbau ermöglicht eine häufige und flexible Neuanordnung des Produktionssystems, ohne dass kostspielige zusätzliche Anlagen hinzugekauft werden müssen“, betont Mühlbeier. Um diese anspruchsvollen Aufgaben zu lösen, gelte es, das neue System auf verschiedene Weisen gegenüber herkömmlichen Vertikalknickarmrobotern zu optimieren, insbesondere hinsichtlich ihrer Steifigkeit. Die schnelle, einfache und exakte Positionierung der flexiblen Wertstromkinematiken im Raum ermögliche ein Raster, das sich über die gesamte Produktionsfläche erstrecke, „vergleichbar einer Legoplatte, auf der sich die Bausteine beliebig feststecken lassen“, so Mühlbeier.

Der Aufbau des Produktionssystems könne so erheblich beschleunigt werden. Um die Planungs- und Inbetriebnahmezeit deutlich zu verkürzen, soll zudem eine intuitiv und einfach zu bedienende Engineering-Plattform die Ingenieure auch in mittelständischen Unternehmen webbasiert und damit plattformunabhängig unterstützen: vom Entwerfen eines Produkts im CAD über die Planung von Anzahl, Anordnung und Koppelung der Kinematiken bis zur Simulation und Feinjustierung des Produktionssystems.