Automation und Produktionsanlagen

Arbeitsbereich

Zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen spielt die Automatisierung, besonders im Kontext von Industrie 4.0 eine zentrale Rolle. Insbesondere bei der Fertigung von Großstrukturen bestehen die Herausforderungen in den geringen Losgrößen, den großen Werkstückabmessungen in Verbindung mit großen Fertigungstoleranzen.

© Fraunhofer IGP

Der Fokus dieser interdisziplinären Forschungsgruppe liegt darauf, fortschrittliche Ansätze auf den Gebieten Mechanik, elektrische Antriebstechnik sowie Steuerungs- und Regelungstechnik zu kombinieren, um hochindividuelle Produktionsprozesse zu automatisieren und Anlagen zur passgenauen und wirtschaftlichen Lösung spezifischer Probleme unserer Kunden zu entwickeln.

Die Kompetenzen des Teams liegen in der Entwicklung von Sonderkinematiken für Handhabungs- und Bearbeitungsaufgaben für große Bauteilgeometrien beziehungsweise Lasten, ausgehend von den Haupt- über die Nebenachsen bis hin zur Endeffektorik und Spanntechnik. In diesem Zusammenhang werden zudem Möglichkeiten erforscht, um durch den kreativen Einsatz zusätzlicher Sensorik hohe bis sehr hohe Genauigkeiten zu erreichen oder statische und dynamische Bauteilungenauigkeiten zu kompensieren.

Die Forschungsgruppe tritt damit als Forschungs- und Entwicklungspartner vor allem im Schiff-, Flugzeug- und Fahrzeugbau aber auch der Windenergie- und Landtechnik auf.

Projektübersicht Automation und Produktionsanlagen

Setzlingsroboter

Entwicklung eines Systems zum automatisierten Pflanzen von Frigo-Setzlingen

Projekt zum effizienteren Anbau von Erdbeer Frigo-Setzlingen im Stellageanbau. Um den steigenden Lohnkosten und dem Mangel an Erntehelfern entgegenzuwirken soll der Pflanzprozess analysiert und ein Automatisierungskonzept erstellt werden. Das Know-How des Anbaus von Erdbeer Frigosetzlingen im Stellageanbau liefert der Projektpartner Karls Erdbeerhof. Wichtige Anforderungen und Parameter helfen dabei, den Idealen Prozess des Einpflanzens einer Frigo Erdbeerpflanze in Substrat zu automatisieren. Ziel ist es, die organischen Pflanzensetzlinge zu handhaben und eine automatisierte Lösung zu finden, diese in das Substrat einzubringen. 

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Forschungsinitiative Biogene Wertschöpfung und Smart Farming

Das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP legt bei seiner Forschungsarbeit im Rahmen der Initiative den Fokus darauf, leistungsfähige, technische Lösungen für eine Smarte Landwirtschaft abzubilden. Der Schwerpunkt liegt auf Automatisierung, Robotik, Leichtbau sowie dem Einsatz entsprechender Sensorik und künstlicher Intelligenz. Zum einen wird die Leistungsfähigkeit klassischer Landtechnik mit modernen Automatisierungslösungen verbunden, zum anderen werden individuelle Lösungen anwendungsspezifisch entwickelt und überführt.

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GreT

Entwicklung eines automatisierten Trägersystems für Verbindungswerkzeuge an Längsteilungen

Für den Bau von Windkraftanlagen in Paneelbauweise sollen Paneele zu einem Turm gefügt werden, da bei immer größer werdenden Nabenhöhen die konventionelle Turmbauweise nicht mehr wirtschaftlich ist. Um das Fügen dieser Elemente zu erleichtern, soll ein:e Monteur:in lediglich den Fügepart des Verbindungssystems von der Innenseite des Turmes aufschrauben und dieses dann fügen. Die Verbindungssysteme sollen hierbei von der Außenseite des Turms automatisiert zugeführt werden. Dafür wurde eine Automatisierungslösung in Form eines Bolzensteckroboters entwickelt, der eine Verbindungsstelle autonom abfährt, die Bohrungen detektiert und dem/der Monteur:in die Verbindungselemente zur Verfügung stellt.

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IntRobAS

Entwicklung intelligenter Schweißroboter für Anwendungen im Schiffbau

Der Spezialschiffbau in Deutschland ist geprägt durch geringe Losgrößen und den Einsatz unterschiedlicher Materialien. Ein wesentlicher Arbeitsschritt im Rahmen des Schiffskörperbaus stellt das Schweißen dar. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Systems zur Programmierung von Schweißrobotern im Schiffbau, welches basierend 3D-Sensordaten der aktuellen Bauteile die zum Schweißen benötigten Roboterprogramme weitestgehend automatisch erzeugt.

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iVeSPA

Automatisierte Krananlagen im Flugzeugbau

Die Digitalisierung bietet im Bereich der Logistik ein enormes Potential für die Effizienzsteigerung. Hier kann durch eine offene und kooperative Automatisierung der wertschöpfende Arbeitsanteil von Mitarbeitern erheblich verbessert werden.  Gemeinsam mit Airbus realisiert das Fraunhofer IGP über mehrere Jahre im Rahmen eines Luftfahrtforschungs und – technologie-Projektes die Integration einer automatisierten Krananlage in den komplexen Produktionsprozess moderner Flugzeuge

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Leistungen

  • Potenzialanalyse und Machbarkeitsstudien hinsichtlich innovativer Produktideen sowie der Optimierung bestehender Systeme
  • Konzeption und Entwicklung prototypischer Systeme (CAD-Konstruktion, Strukturoptimierung, Auslegung der elektrischen Antriebstechnik, Elektrokonstruktion)
  • Simulation komplexer Kinematiken und Analyse von Krafteinwirkungen (Mehrkörpersimulationen, FEM-Analyse)
  • Fertigung, Montage sowie Inbetriebnahme von Prototypen und Prüfständen
  • Systematische Erprobung und Durchführung von Feldversuchen
  • Implementierung anwendungsspezifischer Steuerungs- und Regelungssoftware
  • Auswertung und Visualisierung von Messdaten