Für die ressourceneffiziente flexible automatisierte Produktion – Neu entwickelte Fräskinematik auf Linearachse ermöglicht vielseitige und effiziente Bearbeitung von Leichtbauwerkstoffen über Metalle bis hin zu Stählen mit einer Fertigungstoleranz von bis zu 0,1 Millimeter.

Die Herausforderung des erfolgreich abgeschlossenen niedersächsischen LuFo-Projekts »Roboter Made in Niedersachsen 2« (»RoMaNi 2«) bestand darin, die Lücke zwischen Industrierobotern und Werkzeugmaschinen zu schließen. Das vom Verbundführer Fraunhofer IFAM in Stade gemeinsam mit den Projektpartnern Broetje-Automation GmbH, Hexagon AICON ETALON GmbH und Siemens AG sowie den assoziierten Partnern AIRBUS Operations GmbH und A&T Service GmbH erzielte Ergebnis der FuE-Arbeiten ist ein hochpräziser Bearbeitungsroboter mit neuartigem Antriebsstrang, der nicht nur die Bearbeitung von Leichtbauwerkstoffen, sondern auch die von Metallen und selbst von Stählen in flexibler und effizienter Weise mit einer Fertigungstoleranz von bis zu 0,1 Millimeter ermöglicht. 

Im Projekt wurden zwei für die Bearbeitung ausgelegte Roboterkinematiken eingehend untersucht, durch steuerseitige Einstellungen und messtechnische Unterstützung für bahngenaue Prozesse optimiert und anhand realer Anwendungsfälle aus der Luftfahrt im 1:1-Maßstab erprobt. Die Forschenden des Fraunhofer IFAM konnten im Projekt RoMaNi 2 die bereits im Projekt »Flexible Kinematik 4.1« (»Flexmatik 4.1«) entwickelte Prototyp-Kinematik mit neuartigem Hybridantrieb komplett montieren, in Betrieb nehmen und in Bearbeitungsprozessen erproben. Im Fraunhofer-Verbundprojekt Flexmatik 4.1 hatte das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK und dem Fraunhofer LBF einen Roboter mit wesentlich verbesserten dynamischen Eigenschaften für herausfordernde Aufgaben, wie zum Beispiel die Bearbeitung anspruchsvoller Materialien, entwickelt. Zum Projektabschluss von RoMaNi 2 gelang es nun, nicht nur ein Seitenleitwerk aus CFK vom assoziierten Partner AIRBUS, sondern auch einen Prüfkörper aus Stahl hochpräzise zu bearbeiten.

Ausblick
Im nächsten Schritt wollen die Forschenden des Fraunhofer IFAM die neue Technik zusammen mit Partnern aus der Industrie bis zur Serienreife weiterentwickeln. Für Industrieroboter mit Hybridantrieb gibt es eine Vielzahl von Anwendungen: Das Spektrum reicht in Kombination mit einer Linearachse von Bearbeitungsaufgaben aus der Luftfahrt wie leichteren Faserverbundstrukturen und Aluminiumlegierungen bis zur Bearbeitung härterer Materialien, wie Stahl oder Titan, die beispielsweise im Schienen-, Nutzfahrzeug- und Schiffbau sowie in der Energiebranche zum Einsatz kommen. Eine Bearbeitung solcher Bauteile und Materialien war bisher mittels Industrieroboter nicht industriell robust realisierbar. Insbesondere die Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialen durch Industrieroboter mit Hybridantrieben erscheint so zukunftsträchtig.

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