Produktivitätssteigerung der Mikrogleitförderung durch bauteilspezifische adaptive Prozessmodelle

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Fleischer
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246291898

Im Rahmen des DFG-Projektes, Grundlagen zur Kopplung von piezoelektrischen Schwingförderern zu einem flexiblen Fördersystem für Mikrobauteile, wurde am wbk Institut für Produktionstechnik in Karlsruhe ein alternativer Ansatz für die automatisierte bauteilflexible Zuführung kleiner und empfindlicher Bauteile erarbeitet und untersucht. Hierbei wurde das bauteilschonende Verfahren der Mikrogleitförderung eingesetzt. Für einen produktiven und effizienten Betrieb des Systems besteht jedoch noch ein deutliches Forschungsdefizit. Dieses resultiert im Wesentlichen aus dem Fehlen eines geeigneten Prozessmodells für den Fördervorgang. Eine Modellbildung war bisher nur für einige wenige ausgewählte Spezialfälle [Trö-11] oder [Hab-84], bzw. in verallgemeinerter Form [Moz-72] möglich. Aufgrund der vielen Einflussfaktoren, ihrer teilweise unbekannten Aus- und Wechselwirkungen und sich im Betrieb verändernder Umgebungseinflüsse erscheint die Entwicklung eines allgemein gültigen Prozessmodells durch Betrachtung der Mechanik/Physik allerdings äußerst komplex und wenig aussichtsreich. Das Ziel des Vorhabens besteht daher in der Steigerung der Effizienz und der Produktivität von automatisierten modularen bauteilflexiblen Zuführsystemen auf Basis piezoelektrischer Schwingförderer mittels geeigneter Prozessmodelle. Im Rahmen des Projektes soll zunächst unter Anwendung datenbasierter Modellierungsmethoden eine Methode für die automatisierte Bildung eines bauteilspezifischen Prozessmodells der Mikrogleitförderung auf piezoelektrischen Schwingförderern entwickelt werden. Mittels geeigneter Algorithmen soll daraufhin die Möglichkeit geschaffen werden, die für den Zuführprozess, z.B. das Fördern mit maximaler Geschwindigkeit oder ein schnelles und direktes Positionieren, jeweils optimalen Förderparameter zu bestimmen. Spezielle Methoden zur Überwachung der Modellgüte sollen darüber hinaus im laufenden Betrieb eine automatisierte Korrektur bzw. Anpassung des Prozessmodells an beispielsweise veränderte Umgebungsbedingungen erlauben.Ergebnis des Vorhabens ist eine intelligente Steuerung für ein mit einer Bildverarbeitung ausgestattetes bauteilflexibles piezoelektrisches Zuführsystem. Diese beinhaltet eine Modellbildungsfunktion, die immer dann ausgeführt wird, wenn ein neues, bisher unbekanntes Bauteil, zugeführt werden soll. Über die auf Basis dieses Modells jeweils an das Bauteil, den Prozess und den Umgebungszustand angepassten Förderparameter wird eine deutliche Steigerung der Effizienz und der Produktivität von nach dem Prinzip der Mikrogleitförderung arbeitenden automatisierten modularen bauteilflexiblen Zuführsystemen ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen