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AutoEdge

Automatisierung des Strahlspanprozesses zur Präparation von Werkzeugschneidkanten

Problemstellung

Durch eine Optimierung von Einzelprozessen bei der Herstellung von Zerspanwerkzeugen kann deren Leistungsfähigkeit gesteigert und somit die wirtschaftliche Position der Werkzeughersteller gestärkt werden. Hierbei gewinnen der Einsatz von Präparationsverfahren zur Behandlung von VHM-Werkzeugen (Vollhartmetallwerkzeugen) vor der Beschichtung, bei der Werkzeugherstellung und insbesondere die gezielte Anpassung der Schneidkantengestalt auf die vorliegende Bearbeitungsaufgabe zunehmend an Bedeutung. Die Vorteile dabei sind, dass eine Erhöhung der Kantenstabilität zu einer deutlich verbesserten Verschleißbeständigkeit der Schneidkanten führt. Außerdem kann die Güte der Beschichtung durch die Einbringung von Druckeigenspannungen und die Glättung der Schichtoberfläche verbessert werden.

Die bereits industriell angewandte Präparation unbeschichteter Werkzeuge geringer Komplexität erfolgt, aufgrund der mangelnden Flexibilität der bisher industriell verfügbaren Präparationsprozesse, jedoch größtenteils mit standardisierten Schneidkantenverrundungen und ohne gezielte Anpassung an das Werkzeug und an den Einsatzfall. Um das technologische und ökonomische Potenzial der Präparation von Zerspanwerkzeugen nutzen zu können, muss gewährleistet sein, dass eine wirtschaftliche Anwendung der Präparationsverfahren auf Basis einer effizienten Prozessgestaltung entlang der gesamten Herstellungskette möglich ist. Anlagen zur gezielten lokalen Präparation von Werkzeugen sind jedoch bisher nur an wenigen Forschungseinrichtungen vorhanden. Ihre Programmierung und insbesondere die Generierung der notwendigen Bewegungsbahnen der Handhabungseinrichtungen sind derzeit noch sehr aufwändig und werden deshalb in der Regel manuell durchgeführt. Aus diesem Grund sind diese Anlagen für einen industriellen Einsatz nur bedingt geeignet. Der Trend zu immer kleiner werdenden Losgrößen, bei steigender Variantenvielfalt, bis hin zu speziell für einen Anwendungsfall angefertigten Zerspanwerkzeugen, stellt dabei große Anforderungen an die Anlagentechnik und insbesondere auch an deren Programmierung. Eine flexible und wandelbare Nutzung von Produktionsanlagen und insbesondere deren schnelle und effiziente Umrüstbarkeit sind aber entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses der gezielten Präparation von Zerspanwerkzeugen.

© IPS​/​TU Dortmund
© IPS​/​TU Dortmund

Zielsetzung

Das Ziel dieses Projektes ist die Etablierung einer gezielten Schneidkantenpräparation an Zerspanwerkzeugen durch das robotergestützte Nassstrahlspanverfahren mit Abrasivmedium unter Verwendung eines automatisierten Ansatzes zur Bahngenerierung. Hierdurch soll die flexible zerspanprozessspezifische Abstimmung der Schneidkantengestalt komplexer Zerspanwerkzeuge auf den Zerspanprozess und die Integration dieses Präparationsprozesses in die industrielle Fertigungskette ermöglicht werden.

Vorgehensweise

Um dieses Ziel zu erreichen, wird im Rahmen des Projektes folgende Vorgehensweise verfolgt: Auf der einen Seite soll eine Prozessdatenbasis erzeugt werden, die eine werkzeugspezifisch gezielte Präparation von Zerspanwerkzeugen ermöglicht. Das Anwendungsspektrum umfasst eine Auswahl typischer Zerspanwerkzeuge, darunter Bohrer, soll aber auch auf weitere Werkzeugtypen wie Fräs- und Gewindewerkzeuge ausgelegt werden können. Hierdurch soll gewährleistet sein eine funktionsorientierte Mikrogestaltung aller Zerspanwerkzeugtypen mit geometrisch bestimmter Schneide zu realisieren. Auf der anderen Seite muss der Prozess des Nassstrahlspanens bei der Herstellung von Zerspanwerkzeugen wirtschaftlich einsetzbar sein. Deshalb ist es eine weitere Hauptaufgabe des Projektes, eine dazu geeignete Anlagenkonfiguration inklusive einer Methodik zur CAD-Daten-basierten Anlagenprogrammierung, unter Verwendung einer automatisierten Bahngenerierung auf Grundlage ermittelter Prozesseinflussgrößen, zu entwickeln.

Forschungs- und Entwicklungspartner

ISF, TU Dortmund

carat robotic innovation GmbH

Förderhinweis

Das ZIM-Vorhaben AutoEdge wird über die AiF im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.

Interaktive Karte

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark.

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