LARA

Lasermessverfahren für die vernetzte Produktion: Lasermikromaterialbearbeitung

Photonische Messuhr für die vernetzte Produktion

Unter dem Begriff Industrie 4.0 und digitale Produktion werden Maßnahmen und Verfahren zusammengefasst, die vereinfacht gesagt, Maschinen und Produktionseinrichtungen mit „Intelligenz“ ausstatten. In der Fabrik der Zukunft können Maschinen und Werkstücke miteinander kommunizieren ebenso wie die einzelnen Maschinen untereinander. Der Produktionsablauf wird nicht mehr zentral gesteuert, sondern durch die einzelnen Maschinen und Werkstücke im Netzwerk selbst organisiert. Die Maschine „weiß“ selbst, wie weit sie ausgelastet ist, wie lange der gerade stattfindende Bearbeitungsprozess dauern wird und wann die nächste Wartung ansteht. Das Werkstück „kennt“ selbst die notwendigen Arbeitsschritte auf dem Weg zum fertigen Produkt. Die Produktion selbst wird dadurch effizienter und auch die Produktion geringer Stückzahlen wird dadurch rentabel.

Bis dahin ist noch viel zu tun, insbesondere müssen Bearbeitungsanlagen und Maschinen mit einer Vielzahl von Sensoren ausgerüstet werden, damit die notwendigen Daten erfasst werden können.

Die Mikrobearbeitung von Werkstücken mit Laserstrahlung ist ein etabliertes Verfahren, dass vielfach eingesetzt wird. Derzeit muss die Bearbeitungsanlage speziell für das zu bearbeitende Werkstück eingerichtet werden und die Bearbeitungsparameter wie Laserleistung und Vorschubgeschwindigkeit müssen teilweise im Rahmen von Vorversuchen ermittelt werden. Durch die Ausstattung mit entsprechenden Sensoren könnte die Maschine in die Lage versetzt werden, die Geometriedaten des Werkstücks selbst zu erfassen und sich entsprechend einzurichten. Während der Bearbeitung soll dann die Laserleistung und die Bearbeitungsgeschwindigkeit aufgrund der Messdaten ständig angepasst werden, um ein optimales Bearbeitungsergebnis zu erzielen.

Laserradar zur Werkstückvermessung

Um die Geometriedaten des Werkstücks während der Laserbearbeitung aufzunehmen, soll ein neues Messverfahren erforscht werden, dass sich besonders für die berührungslose, hochgenaue Vermessung von Geometriedaten während der Bearbeitung eignet. Das Konsortium, das sich im Verbundprojekt LARA zusammengeschlossen hat, will die technologischen Grundlagen des neuen Messverfahrens, dass auf der Entfernungsmessung mit Laserstrahlquellen mit frequenz-verschobener Rückkopplung basiert, soweit erforschen, dass sich zunächst ein Demonstrator bauen lässt, der in eine Laseranlage zur Mikromaterialbearbeitung integriert werden kann.

Wenn die Arbeiten erfolgreich verlaufen, steht der Fertigungsmesstechnik ein neues berührungsloses Geometriemessverfahren zur Verfügung, mit dem sich Objektdaten automatisch im Mikrometerbereich erfassen lassen. Damit ist die automatische Maschineneinrichtung und die kontinuierliche Überwachung von Bearbeitungsprozessen wie u.a. Bohren, Drehen, Fräsen möglich. Das Sensorsystem stellt damit einen wichtigen Baustein bei der Digitalisierung von Bearbeitungsprozessen dar.

Projektdetails

Koordinator

Dr.Frank Lison
TOPTICA Projects GmbH
Lochhamer Schlag 19, 82166Gräfeling
+49 89 85837-505

Projektvolumen

ca. 2,6 Mio. € (Förderquote 55,4%)

Projektdauer

01.10.2017 - 30.09.2020

Projektpartner

TOPTICA Projects GmbHGräfeling
LASERPLUSS AktiengesellschaftIdar-Oberstein