Kontakt:Lehrstuhl für Produktionssysteme, Geb. IB 2/126Ruhr-Universität Bochum, 44780 BochumTel.: +49 (0) 234 / 32-26310 Fax: +49 (0) 234 / 32-14157Internet: http://www.lps.ruhr-uni-bochum.deE-mail: buff@lps.ruhr-uni-bochum.de

Herausgeber:Förderverein Produktionstechnik e.V. (FPT)

Druck: Druckzentrum der Ruhr-Universität Bochum.

RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM

R U H R - U N I - B O C H U M

FPTFÖRDERVEREINPRODUKTIONSTECHNIKe.V.

FPT

AUSGABE 1/2010

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Am 17.05.2010 begrüßte die Fakultät für Maschinenbau den chinesischen Minister für Wissenschaft und Tech-nologie Prof. Dr. Wan Gang und seine Delegation. Im Verlauf der Gesprä-che bekundete der Minister sein großes Interesse an industriellen Dienstleistungen. Prof. Dr. Wan Gang studierte Fahr-zeugtechnik an der renommierten Shanghaier Tongji-Universität. 1990 promovierte er in Deutschland an der Technischen Universität Clausthal. Von 1991 bis 2000 war er bei Audi in Ingolstadt tätig. Ende 2000 kehrte er zurück nach China und wurde 2004 Präsident seiner Alma Mater. Seit April 2007 ist Prof. Dr. Wan Gang Minister für Wissenschaft und Tech-nologie in China.

Das Unternehmen FG-Innovation UG ist eine Ausgründung aus dem LPS und hat sich zum Ziel gesetzt, die Formgedächtnistechnik (FGT) auf dem deutschen Markt zu etablieren. Der Ver-folgung dieses Zieles dient die Entwicklung des ersten Standardak-tors. „FGA Basic“ ist ein standardisierter Formgedächtnisaktor und stellt eine Alter-native zu herkömm-lichen Antrieben, wie z. B. Elektromagnete oder Elektromotoren dar. Dieser FG-Aktor ist dabei in der Lage, das 100fache seines Eigenge-wichtes zu heben. Zudem bietet der Einsatz von FG-Aktoren die Möglich-keit einfach aufgebaute, geräuschlos arbeitende und sehr leichte Aktoren zu realisieren.FG-Innovation möchte in diesem Zusammenhang qualitativ hoch-

wertige Produkte liefern, welche in einem wirtschaftlichen Rahmen eine zuverlässige Funktionsweise bieten. Des Weiteren soll mit einem

Baukastensystem (FGA Flex) auf der Basis des Standardaktors der Grund-stein für ein breites Einsatzpoten-zial und damit für ein nachhaltiges Unternehmenskonzept gelegt wer-den. Der Anstoß zur Entwicklung derartiger Aktorsysteme wurde von verschiedenen Unternehmen der Automatisierungsbranche angeregt,

welche das Risiko bei der Entwick-lung individueller FGL-basierter Produkte kritisierten. Das Risiko bei der Individualentwicklung von FG-

Antrieben, welches die meisten Unternehmen nicht tragen wollen, ist ein Grund dafür, dass sich die FGT am Markt bisher noch nicht durchsetzen konnte. Die Durchführung von Bera-tungsdienstleistungen, Machbarkeitsstudien und Schulungen stellen derzeit den Hauptanteil an der Geschäftstätig-

keit dar. Ab Anfang 2011 soll der im Ideenwettbewerb der Ruhr-Univer-sität Bochum mit dem ersten Preis prämierte „FGA Basic“ Aktor auf den Markt angeboten werden.

Neue Mitarbeiter am LPS Über die Verlängerung des beste-henden Transregio 29 freuen sich der LPS und die anderen beteilig-ten Lehrstühle. Ziel des verlänger-ten SFB Transregio 29 „Engineering hybrider Leistungsbündel“ (Spre-cher: Prof. Dr.-Ing. Horst Meier) ist die Etablierung eines innovativen, nutzenorientierten Produktverständ-nisses aus Sach- und Dienstleistung. Die Forscher wollen weg von dem Denken „Maschine verkaufen und vergessen“ hin zu Dienstleistun-gen, die schon bei der Entwicklung der Maschine geplant und über ihre

gesamte Lebensdauer mit angeboten werden – sog. Hybride Leistungsbün-del (HLB). In der ersten Förderphase wurden die Wechselwirkungen von Sach- und Dienstleistungen über den Lebenszyklus von der Planung und Entwicklung bis zur Erbringung und Nutzung am Demonstrator-Szenario der Mikroproduktion erforscht. Die Herausforderungen der zweiten För-derphase liegen in der Komplettie-rung und Integration der Methoden und der durchgängigen Realisierung und Evaluierung der HLB-Werk-zeuge, -Instrumente und -Organisa-

tionsformen. Dabei gilt es, sowohl die Dynamik im HLB-Lebenszyklus durch Flexibilität und Wandlungsfä-higkeit, als auch die Robustheit von HLBs mit Hilfe neuer Methoden und Werkzeuge sicherzustellen. „Die bis-herigen Diskussionen unserer For-schungsergebnisse zeigen ein hohes industrielles Interesse und breites Anwendungspotential des HLB-Engi-neerings auf“, so Prof. Meier.

Transregio 29 „Engineering hybrider Leistungsbündel“ erfolgreich verlängert

Dipl. Marketingwirt M. Giannoccaro

Formgedächtnistechnik: Ausgründung mit innovativen Ideen

Der LPS konnte wieder zwei neue Mitarbeiter gewinnen. Mitte Januar stieß Herr Dipl. Marketingwirt Maik Giannoccaro zum ingprove - Projektforum Maschinenbau. Zu-sätzlich verstärkt Herr Dennis Bakir, M. Sc. seit Anfang Juni das Team des ingprove - Projektforums und ist dort als Vertriebsingenieur tätig.

Am 20. März 2010 fand das alljähr-liche Treffen für aktive und ehe-malige Mitarbei-ter des Lehrstuhls für Produktions-systeme sowie Mitglieder des Fö r d e r ve r e i n s für Produktions-technik statt. Zu-nächst stand eine Besichtigung des Braunkohletage-baus Garzweiler auf dem Programm. In einer zweieinhalbstündigen Bus-rundfahrt wurde der Tagebau mit der komplizierten Logistik und den

eindrucksvollen Braunkohlebaggern, die leider nicht aus der Nähe besich-tigt werden konnten, vorgestellt. Auch die Rekultivierungsgebiete sowie die umgesiedelten Ortschaften wurden

besucht. Anschlie-ßend wurde in Bedburg im Hotel Bedburger Mühle der offizielle Teil der 16. Mitglie-derversammlung des Fördervereins d u r c h g e f ü h r t . Hier wurden un-ter anderem Neu-igkeiten vom LPS und der Ruhr-

Universität und die Aktivitäten des Fördervereins im Jahr 2009 präsen-tiert. Anschließend klang der Abend bei einem gemeinsamen Abendessen und Getränken gemütlich aus.

FPT Treffen

www.fg-innovation.de

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Dipl.-Ing. F. Funke funke@lps.rub.de

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Dennis Bakir, M. Sc.

Chinesischer Forschungsminister zu Besuch am LPS

Bildquelle: Fraunhofer IPK / Steffen Pospischil

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Der Lehrstuhl für Produktions-systeme verfügt seit Mitte der 80er Jahre über eine Radial-Axial Ring-walzanlage vom Typ RAW 20/16 der Firma Wagner. Damals als Messe-stück beschafft, diente die Anlage als Basis für zahlreiche Forschungs-projekte der Arbeitsgruppe Produk-tionsautomatisierung. Die Steuerung dieser Ringwalzanlage wurde am Lehrstuhl selbst programmiert und kontinuierlich weiterentwickelt und optimiert. Die Technik der Ringwalz-anlagen entwickelte sich jedoch eben-falls weiter, sodass im Rahmen eines HBFG-Verfahrens zur Beschaffung von Großgeräten die Modernisierung der Steuerung beantragt und schließ-lich bewilligt wurde. Als Lieferant für die Steuerungstechnik wurde die Firma SMS Meer GmbH gewählt. Diesen März begannen die Umbau-maßnahmen, welche insgesamt 15 Wochen andauerten. Zunächst

mussten die alten Ko m p o n e n t e n der Steuerungs-technik teilweise m o d e r n i s i e r t , teilweise voll-ständig ersetzt werden. Gleich-zeitig wurde die komplette Ver-kabelung der Anlage erneuert. Nach der Einrich-tung der Software wurden im Rah-men der Inbe-triebnahme die Regler parametriert und die Maschine kalibriert. Dazu wurde ein umfangreiches Versuchs-programm abgearbeitet, für welches die Firma Rothe Erde GmbH die ent-sprechenden Lochscheiben kostenlos zur Verfügung stellte. Durch gezielte Walzungen wurde die Leistung und

Präzision der Maschine nachgewie-sen. Der Lehrstuhl für Produktions-systeme verfügt nun über eine Anlage auf dem neuesten Stand der Technik.

Nach heutigem Stand der Technik sind für die Schlüsseltechnologien der Mikrosystem- und Feinwerktech-nik nur wenige Maschinen verfügbar, die ein qualitativ zufriedenstellendes Prozessergebnis unter Berücksichti-gung von Miniaturisierungspotentia-len und Kostenreduktion liefern. Ziel des Schwerpunktprogrammes 1476 der Deutschen Forschungs-gemeinschaft (DFG) ist daher die Entwicklung alternativer Antriebs- und Bearbeitungseinheiten, die bei Systemminiaturisierung eine modu-lare und kostengünstige Lösung für den forschenden und entwickeln-den Mittelstand bieten. Der For-schungsantrag des LPS „Modulare Desktop-Bearbeitungszentren mit Formgedächtnisantrieben“ wurde von der Jury der DFG genehmigt. Durch die Synthese von modularen Konzepten und Funktionswerkstof-fen aus Formgedächtnislegierun-gen soll diese Zielsetzung erreicht werden. Mit der Entwicklung autar-ker, durch Formgedächtnisaktoren angetriebener Komponenten, sollen

Antriebsmodule reali-siert werden, die sich zu einem kompakten und modularen Bear-beitungszentrum für spanende Feinwerk- und Mikrofertigung zusammenschließen lassen. Der Fokus liegt in der ersten Förderphase auf aut-arken Spann- und Positioniermodulen. Durch die einzigar-tigen Eigenschaften der Formgedächt-nislegierung sollen Regelkreise eingebettet werden, die ohne zusätzliche Sensorik eine Posi-tion erkennen und anfahren kön-nen. Hierzu werden im ersten Schritt Formgedächtnis-Stacks entwickelt, die modular zu Vorschubantrieben zusammengesetzt werden können. Diese sollen in der ersten Projekt-phase (drei Jahre) zu Positionier-modulen und schließlich zu einem 3-Achsensystem kombiniert werden.

Mit Hilfe entstehender Demonstra-tions- und Prototypenkomponenten sollen die Vorteile dieser Maschinen-konzepte nicht nur konstruktions- und produktionstechnisch, sondern auch betriebswirtschaftlich belegt werden.

Der LPS entwickelt seit 2003 das inkrementelle Blechumformverfah-ren „Roboforming“, bei dem erst-mals zwei kooperierende Roboter ein Umformwerkzeug und einen Gegen-halter über das umzuformende Blech führen. Damit kann auf eine werk-stückformabhängige Teil- bzw. Voll-patrize vollständig verzichtet wer-den. Bereits die erste Förderphase zeigte nach dem Aufbau der Anlage und der Erstellung eines notwendi-gen Programmiersystems die grund-sätzliche Machbarkeit dieses Verfah-rens erfolgreich an Regelgeometrien. Während sich die erste Förderphase auf die Umformstrategie „Umfor-mung mit peripherem Gegenhalter“ konzentrierte, wendet sich die zweite Förderphase der kraftgeregelten Duplex-Umformung mit lokalem Gegenhalter sowie dem Übergang von Regelgeometrien hin zu komple-

xen Bauteilen zu. Solche Bauteile kön-nen sich unter a n d e r e m durch eine Komposition konvex-kon-kaver Struk-turen, stei-ler Flanken, sattelförmi-ger Bereiche sowie ebener Flächen aus-zeichnen. Ein Schwerpunkt der geplanten Tätigkeiten liegt dabei zunächst in der Entwicklung und Erforschung neuer Umformstrate-gien, die auf einer kraftgeregelten Werkzeugführung, samt zugehöriger Umformwerkzeuge, basieren.

Einen weiteren Schwer-punkt bildet die Stabili-sierung der Blechebene mithilfe verschiedener Stabilisierungskonzepte zur Steigerung der Bau-teilgenauigkeit. Da der Gegenhalter die freie Blechfläche nur punk-tuell unterstützt, weicht das Bauteil während der Umformung dem Umformwerkzeug aus

und verhindert so die vollständige Ausformung der Zielgeometrie. Die-ser Effekt verstärkt sich, wenn der Gegenhalter bei der kraftgeregel-ten Umformung die Einspannebene verlässt. Erste Versuche zeigen, dass Stabilisierungskonzepte diese Effekte reduzieren und damit die Bauteil-genauigkeit deutlich steigern. Durch die Wahl geeigneter Versuchsbau-teile bietet sich gleichzeitig die Mög-lichkeit, die ausgeprägte Flexibilität und das Potenzial zweier synchron geführter Werkzeuge deutlich her-auszustellen.

Dipl.-Ing. A. Czechowiczczechowicz@lps.rub.de

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Modernisierung der Radial-Axial Ringwalzanlage

Dipl.-Ing. J. Briselatbriselat@lps.rub.de

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Modulare Desktop-Bearbeitungszentren mit Formgedächtnisantrieben

Roboforming - DFG Projekt geht in die zweite Förderphase

Seit dem Wintersemester 2009/10 bietet der LPS eine neuartige Übung im Rahmen der Vorlesungen „Ver-netzte Produktionssysteme“ und „Rechnerintegrierte Produktion“ an. Eingebunden in die Pilotfabrik des Lehrstuhls haben bis zu dreißig Stu-denten die Möglichkeit, eine kom-plette Auftragsabwicklung anhand der Herstellung des Flaschenver-schlusses UniLokk nachzuspielen.In der Ausgangssituation finden die Studenten in der Lernfabrik eine ziemlich chaotische Unterneh-mensstruktur mit allen relevanten Abteilungen wie z.B. Vertrieb, Pro-duktionsplanung, Produktion, Mon-tage, Versand etc. vor. Zudem gibt es Zulieferer, externe Produzenten und natürlich einen Kunden. Die Studenten müssen sich mit der gege-benen Situation im Unternehmen auseinandersetzen. Der Materialfluss ist umständlich, nach jedem Bearbei-tungsschritt werden die produzierten

Teile wieder eingelagert. Die Kommu-nikat ions-wege sind u n ü b e r -s i c h t l i c h und nicht abgestimmt. Die Lager-haltung ist chaot isch , die Produkti-onsplanung hat keine Ü b e r s i c h t über die Ressourcen. Die Aufträge des Kunden können nicht erfolgreich bearbeitet werden, Produkte sind fehlerhaft, die Auslieferung erfolgt zu spät. Probleme, die in vielen Unter-nehmen zum Alltag gehören. Im Anschluss an die erste Spielrunde erarbeiten die Studenten gemeinsam neue Prozessabläufe. Dabei wird auf

Informationen der Beobachter, Material- und Informations-flussbeauftragte und Methoden-Agenten z u r ü c k g e g r i f f e n , welche während des Spielverlaufs die Gegebenheiten unter-suchen, Schwachstel-len identifizieren und Verbesserungsvor-schläge sammeln. Hierfür werden Methoden wie 5S,

Wertstromdesign, Kanban etc. ange-wendet. Die neuen Abläufe werden abgestimmt und das Unternehmen „Lernfabrik“ wird grundlegend umstrukturiert. Mit der neuen Organisation wird eine weitere Spielrunde durchgeführt und die Studenten erleben die positiven Auswirkungen der Verbesserungen.Die LPS Lernfabrik ermöglicht die spielerische Simulation aller rele-vanten Prozesse einer kompletten Auftragsabwicklung und vermittelt den Studenten praxisnah verschie-dene Methoden und Werkzeuge aus dem Bereich des Produktionsma-nagements. Da die Resonanz der Studenten sehr positiv ausgefallen ist, werden in nächster Zukunft wei-tere Übungsinhalte angeboten.

Spielerisch und praxisnah lernen in der LPS-Lernfabrik

Dipl.-Ing. J. Velkovavelkova@lps.rub.de

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Dipl.-Ing. B. Buffbuff@lps.rub.de

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