Dieter Kreimeier

Robot-Based Incremental Sheet Metal Forming – Increasing the Geometrical Accuracy of Complex Parts

This paper describes new developments in an incremental, robot-based sheet metal forming process (Roboforming) for the cost-effective production of sheet metal components for limited-lot productions and prototypes. The paper presents strategies in robot based incremental sheet metal forming for the force controlled forming of complex parts. These parts can consist of features such as steep flanks or convex/concave alternating surfaces and they are mostly formed with a local support tool which substitutes a full die. The strategies were developed in a cooperative project funded by the German Federal Ministry of Education and Research and the German Research Foundation. Approaches to increase the part accuracy of complex parts are presented. One approach concentrates on a servo loop, consisting of sensors and a programming system. It guarantees higher part accuracies by measuring the deviations between a formed part and its target geometry. These deviations are used to derive corrected tool paths. The abdication of a partial or full die leads to a larger influence of the free compliant sheet area surrounding the formed part. Because of that the geometry shifts away from the forming tool and it cannot be formed completely. Another approach to increase the part accuracy by reinforcing this free sheet area is also presented.

Lernfabriken in Deutschland

Kurzfassung Lernfabriken oder auch Learning Factories sind in steigender Anzahl in Deutschland zu finden. Sie helfen dabei, sowohl Mitarbeiter als auch Studenten in einem realitätsnahen Fertigungsumfeld zu qualifizieren und in Schwerpunkten, wie z. B. dem Lean Management, zu Experten auszubilden. Wissenstransfer durch Lernfabriken erfolgt dabei auf Basis praxisorientierter Planspiele und ausgewählter Methoden aus der Didaktik. In diesem Beitrag wird eine Übersicht gegeben, wie die Landschaft der Lernfabriken in Deutschland gestaltet ist und wie sich die Lernfabrik des Lehrstuhls für Produktionssysteme an der Ruhr-Universität Bochum von diesen differenziert. Dabei werden sowohl die vorherrschende Lernumgebung diskutiert, als auch die innovativen Ansätze der LPS-Lernfabrik erörtert, wie z. B. die Lernfabrik für Ressourceneffizienz, die Seminare zum Thema Betriebliche Mitbestimmung und Lean Management-Schulungskonzepte.

Measurement of Radial-Axial Rolled Rings by Using Image Processing and Thermography

Radial-axial ring rolling is a hot forming technology to produce seamless rings, which are used in several industrial sectors, such as gear manufacturing, aviation and aerospace as well as transportation and energy. The use of allowances in the industrial production of these rings via radial-axial ring rolling is still very common to ensure that the rings’ final dimensions are reliably inside the given tolerances. Rolling a ring with allowances causes a lot of additional costs, for example purchasing and processing of the extra material.To enable ring manufacturers to reduce allowances for periodical ring errands, a rating of rings directly after the rolling process is benefical. In this paper the approach using image processing and thermography to detect the outer diameter and the surface temperature of the rolled ring to allow for a rating will be presented.

Industrie 4.0-Transformation für produzierende Unternehmen

Kurzfassung Produktionssysteme wandeln sich im Zuge der voranschreitenden Automatisierung im Rahmen von Industrie 4.0 zu Cyber-physischen Produktionssystemen, in denen intelligente Maschinen, Anlagen und Produkte zunehmend vernetzt werden. Dieser Sachverhalt hat weitreichende Konsequenzen für die bestehenden Strukturen in Produktionssystemen. Waren diese bisher stark zentral und hierarchisch organisiert, so werden sie in Zukunft verstärkt dezentral organisiert sein. Dies wird Produktionsunternehmen hinsichtlich Technik, Organisation und Personal verändern. Damit Unternehmen bei der Migration in Richtung Industrie 4.0 unterstützt werden, benötigen sie ein zielführendes Vorgehensmodell. Dieser Fachbeitrag soll ein Konzept zur reifegradbasierten Migration zum Cyber-physischen Produktionssystem vorstellen.

Industrie 4.0 als soziotechnisches Spannungsfeld

Kurzfassung Im Kontext der zu erwartenden Veränderungen im Umfeld des produzierenden Gewerbes in Deutschland bezüglich der Industrie 4.0 beschäftigt sich der vorliegende Beitrag mit der Rolle des Mitarbeiters im Rahmen einer vernetzten Produktion und identifiziert die daraus entstehenden soziotechnischen Spannungsfelder. Die Betrachtung bezieht sich hierbei auf alle vorhandenen Unternehmensebenen. Auf den Ebenen werden die einzelnen Aspekte Technik, Organisation und Personal betrachtet, um somit einen ganzheitlichen Ansatz zu realisieren.

CAM-Solution for Two Robots Based Incremental Sheet Metal Forming

Robot based incremental sheet metal forming (Roboforming)is a new dieless forming process, which is suitable for cost-effective manufacture of prototype parts and small batch sizes.The principle of Roboforming is based on flexible shaping through a freely programmable path-synchronous movement of two industrial robots. These two robots, which are connected to a cooperating robot system, hold respectively a forming and a supporting tool. Similar to other incremental forming methods, the final shape is produced bythe movement of the forming toolalongthe lateral direction and its gradual infeed in the depth direction. In Roboforming, there are twodifferent strategies for the synchronous movement of the supporting tool, eitheralong the outer contour onbacksideof the sheet or directly opposed to the forming tool building a forming gap.The second strategy can be combined with a force controlled method to increase the surface quality and geometricaccuracy. MThe most existing CAM systems used in numerous incremental forming approaches are only applicable for milling machines. In this paper, with the use of self-programmed postprocessors and an Application Programming Interface (API) in a CAM system, movement programs for two cooperating robots can be generated for both forming strategies to produce sheet metal parts with different sizes and complex freeform structures. This CAM-solution for Roboforming is validated bythe forming experiments.

Agentensysteme als Befähiger für Materialflusssimulationen

Kurzfassung Die Digitale Fabrik wird für vielfältige Anwendungen in der Produktion verwendet. Materialflusssimulationen innerhalb der Digitalen Fabrik bieten den Vorteil, dass die Planung von Produktionssystemen durch Simulationen in frühen Phasen bewertet und optimiert warden kann. Trotz der Vorteile von Materialflusssimulationen erschweren die aufwändige Modellerstellung, Datenaufnahme sowie stetige Aktualisierung die Anwendung in der Industrie. In diesem Beitrag sollen Agentensysteme zur Vernetzung von Simulationsmodellen mit realen Daten aus der Produktion vorgestellt werden. Hierdurch erfolgt ein automatischer echtzeitfähiger Datenaustausch, der eine Automatisierung von Materialflusssimulationen ermöglicht.

Kommunikationsverbund zur Steigerung der Ressourceneffizienz

Kurzfassung Ressourceneffizienz bildet eine wichtige Grundlage für nachhaltige und wirtschaftliche Produktionsstandorte. Durch die Verknüpfung von realen und virtuellen Produktionsanlagen können zukunftsweisende Optimierungsstrategien geschaffen werden, um Anlagen effizienter zu betreiben. Im Verbundforschungsprojekt „rebas“ konnte gezeigt werden, dass Optimierungszyklen auf Basis eines Simulationsmodells aufgebaut und praxisnah erprobt werden.

Wissenserhalt durch den Einsatz digitaler Lerninhalte

Kurzfassung Der Großteil der Unternehmen weltweit beschäftigt heute noch Mitarbeiter der Baby-Boomer-Generation, deren Pensionierung kurz bevorsteht. Dadurch entsteht ein erheblicher Wissensverlust, der ausschließlich durch enorme Investitionen wieder aufgebaut werden kann. Ziel dieses Beitrags ist es, das vorhandene soziale Problemfeld zu beschreiben, die Sensibilität gegenüber Wissensverlusten zu erhöhen und geeignete Lösungsansätze durch die Integration von digitalen Medien in der Produktion zur Verringerung des Einflusses von Wissensverlusten aufzuzeigen.

Extension of Process Limitations in Swing Folding by the Integration of a Modular Heating Unit

From an industrial point of view it is interesting to extend the process limitations in swing folding by creating a possibility of forming sheet metals of materials with low formability by an integrative heating module. The experimental setup and the performed experiments with the corresponding results and an outlook to future investigations will be presented in this paper.