Entwicklung und Konstruktion eines intelligenten Fräswerkzeuges zur Optimierung der Produktivität in der Zerspanung

Deutschland ist als eine führende Produktionsnation weltweit bekannt. Im globalen Wettbewerb ist die Zerspanungsindustrie dabei einem hohen Kostendruck hinsichtlich der Herstellung von Investitions- und Konsumgütern ausgesetzt. Um auch bei variantenreichen Klein- und Mittelserienfertigungen konkurrenzfähig zu bleiben, müssen die deutschen Unternehmen eine hohe Flexibilität und ein hohes Qualitätsniveau bei geringeren Herstellkosten ermöglichen. Eine Möglichkeit diese Punkte weiterhin zu optimieren, stellt der Einsatz von intelligenten Spannmitteln, den sogenannten „Cyber-Physischen Systemen (CPS)“, dar. Die Werkzeuge werden dafür mit geeigneter Sensorik, Aktorik und Elektronik ausgestattet. Ziel des Forschungsprojekts BaZMod der Fraunhofer Projektgruppe „Resourcheneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV)“ ist es, ein derartig intelligentes Spannmittel zur Überwachung der Prozesssicherheit und der Steigerung der Produktivität aufzubauen. Im Rahmen dieser Bachelorabschlussarbeit wird mit Hauptaugenmerk auf die mechanischen Aspekte eine prototypische Werkzeugaufnahme zur Aufnahme und Verarbeitung von Belastungen am Werkzeug während der Zerspanung (Bearbeitungsarten: Bohren, Fräsen) entwickelt. Mit applizierten Dehnungsmessstreifen werden beispielsweise die Vorschubkraft oder das Drehmoment kontinuierlich gemessen und mit werkzeugspezifischen Maximalwerten verglichen. Daraus registrierbare Abweichungen werden zur Steigerung der Produktivität bzw. der Prozesssicherheit genutzt. Das intelligente Spannmittel könnte mit geringen Kosten bei hoher Bauteilqualität die zerspanende Fertigung weiterentwickeln