Robot-Based Hybrid Production Concept

Abstract

The increased use of high-performance materials and ever-more complex component structures are challenges for manufacturing companies in need to find resource saving processes. Development potential can be found in the reduction of production time, media reduction, suitable tools and the design of the processing machine itself. The avoidance of transport routes offers potential as well. Focussing on those potentials, the combination of additive and subtractive processes being based on an industrial robot in a hybrid production concept represents an innovative approach. Using wire-based laser cladding, cold metal transfer welding as well as metal friction-surfacing enhances near net shape manufacturing saving additional resources. With the assist of qualified CAM tools and interposed laser line scanning, this process chain improves the production of lightweight components especially for the aerospace industry. In this publication robot-based hybrid manufacturing techniques and a method for increasing the machining quality by implementing a compliance compensation are introduced.

Abstract

Die Trends zu hochbelastbaren Materialien und immer komplexer werdenden Bauteilstrukturen stellen produzierende Unternehmen vor große Herausforderungen hinsichtlich der Auswahl und Entwicklung ressourcenschonender Prozesse. Entwicklungspotenziale sind in der Verkürzung der Produktionszeit, in der Medienreduktion, in geeigneten Werkzeugen und in der Bauweise der Bearbeitungsmaschine zu finden. Darüber hinaus bietet die Vermeidung von Transportwegen ebenso viel Potenzial. Ausgehend von diesen Potenzialen stellt die Kombination von additiven und subtraktiven Prozessen, die auf einem Industrieroboter in einem hybriden Produktionskonzept basieren, einen innovativen Ansatz dar. Durch den Einsatz von Laser-Draht-Auftragschweißen, CMTSchweißen oder Reibauftragschweißen wird die konturnahe Fertigung verbessert und zusätzliche Ressourcen eingespart. Mit Hilfe von qualifizierten CAMWerkzeugen und zwischengeschaltetem Laserlinienscanning verbessert diese Prozesskette die Produktion von Leichtbaukomponenten speziell für die Luftund Raumfahrtindustrie. In dieser Veröffentlichung werden roboterbasierte hybride Fertigungstechniken und ein Verfahren zur Erhöhung der Bearbeitungsqualität durch Implementierung einer Nachgiebigkeitskompensation vorgestellt.