Lehrstuhl für Produktionssysteme

Der Lehrstuhl für Produktionssysteme betreibt in den Ingenieur-Versuchshallen der Ruhr-Universität eine Pilotfabrik. Aufgabe ist es, ein praxisorientiertes Lehr- und Forschungsfeld eines rechnerintegrierten Fabrikbetriebes auszubauen und zu betreiben. Die Pilotfabrik wird für die unterschiedlichen Forschungs-, Lehr- und Technologietransferaufgaben des Lehrstuhls für Produktionssysteme eingesetzt und steht als Entwicklungs-, Test- und Demonstrationsfeld zur Verfügung. Die in den Forschungsprojekten "MOBILEIT-S" , "Concurrent-Engineering" , "Fertigung von individuellen Implantaten", "Multimedial unterstützter Tele-Service" und "EOS" - Internetbasierte Referenzarchitektur für fernerbrachte Dienstleistungen in der Produktionstechnik" erarbeiteten Entwicklungen müssen hier dem Test in einer weitgehend unter üblichen betriebswirtschaftlichen Bedingungen arbeitenden "Fabrik" standhalten. Erfahrungen aus dieser Evaluierung fließen in die Forschungsarbeiten ein und liefern den beteiligten wissenschaftlichen Mitarbeitern ein überaus wichtiges Feedback. Die geforderte praxisnahe Fertigung in der Pilotfabrik wird durch eine Kundenauftragsfertigung für kooperierende Unternehmen im Rahmen des Technologietransfers erreicht.

Es werden Werkstücke bearbeitet unter den in der Industrie üblichen Randbedingungen wie Fertigungskosten, Durchlaufzeiten und Qualität. Durch die Forschungsarbeiten in dem Projekt "Fertigung von individuellen Implantaten" werden in der Pilotfabrik patientenindividuelle Schädelimplantate über die Prozesskette: CT - CAD - CAP - CAM aus Titan hergestellt. Es wurde ein eigenes Produkt "Flaschenverschluss" entwickelt und in der Pilotfabrik hergestellt. Die Pilotfabrik unterliegt nicht den Einschränkungen eines Industriebetriebes, was die Durchführung von Lehr- und Forschungsaufgaben betrifft.

Die Arbeitssysteme sind so platziert worden, dass unterschiedliche Organisationsszenarien im Werkstattbereich simuliert werden können. Dies betrifft in erster Linie Material- und Informationsflüsse mit unterschiedlich ausgeprägtem Automatisierungsgrad. Fünf NC-gesteuerte Werkzeugmaschinen sind räumlich konzentriert, aber nach den Bearbeitungstechnologien Drehen und Fräsen getrennt, aufgestellt worden. Die CNC-Maschinen sind unterschiedlichen Alters und Automatisierungsgrades, wie man sie in einem gewachsenen Industriebetrieb ebenfalls vorfindet. Alle CNC-Maschinen sind mittels DNC mit dem Rechner in der Leitebene informationstechnisch vernetzt. Ein Industrieroboter mit einem Liniarportal im Bereich der Drehmaschinen sorgt bei Bedarf für eine Verkettung der Maschinen hinsichtlich der Handhabung von Werkstücken. Konventionelle Werkzeugmaschinen sowie Hand- und Montagearbeitsplätze komplettieren die Arbeitsplatzausstattung. Für die Werkzeuglagerung, Werkzeugmontage und Werkzeugeinstellung wurde ein Bereich eingerichtet. Ein in den automatischen Informationsfluss eingebundenes Werkzeug-Einstellgerät steht für die Werkzeugvoreinstellung und Werkzeugverwaltung zur Verfügung. Ein Materiallager mit Sägemaschinen ist eingerichtet worden. In einer Leitwarte mit Sichtkontakt zur Werkstatthalle stehen die nütigen Rechnerarbeitsplätze der Leitebene zur Verfügung. Die nötigen NC-Programme können durch ein integriertes CAD/CAM-System mit der Möglichkeit der automatischen Bearbeitungsfeatureerkennung erzeugt werden, die übermittlung der NC-Daten geschieht durch ein DNC-System.

Der Materialfluss in der Pilotfabrik wird durch ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) unterstützt. Hiermit kann ein teilautomatischer Materialfluss zwischen den wichtigen Bearbeitungsmaschinen und dem Vorrichtungsbau bzw. Roh- und Fertigteillager realisiert werden. Das FTS ist frei programmierbar und durch eine spezielle Koppelnavigation aus Odometrie, Trägheitskreisel und Magnetsensorleiste nicht von einer herkömmlichen, aufwendigen Bodenanlage abhängig. Die automatische Datenübermittlung geschieht über Funk. Dadurch, dass Fahrkurse schnell geändert werden können, erscheinen die Untersuchungen hinsichtlich der Einsatzmöglichkeit von automatischen Materialflusskomponenten -wie ein FTS- in einer flexiblen teilautonomen Fertigungsstruktur durchaus sinnvoll.

Für die Qualitätskontrolle der Werkstücke steht ein CAQ-System für die Statistische Prozessregelung ( SPC ) zur Verfügung. Über Regelkarten kann die Prozesssicherheit eines laufenden Bearbeitungsprozesses ständig überprüft werden und damit langfristig eine Aussage über die Prozessfähigkeit der eingesetzten Maschinensysteme gemacht werden. Ein Laserinterferometer wird für die Ermittlung der Positionsunsicherheit der Werkzeugmaschinen eingesetzt.