Energieeffizientes Bohren in der Möbelproduktion

Innovationsprojekt: Selbstoptimierender Antrieb für das Bohren in Holzbauteile

Bauteile für die Möbelproduktion werden automatisiert gefertigt. Zum Bohren von Löchern in die Holzbauteile werden derzeit Holzbearbeitungsmaschinen mit Bohrköpfen verwendet, die aus mehreren Antriebswellen, sogenannten Bohrspindeln, bestehen. Diese sind bislang unflexibel, wartungsintensiv und verbrauchen viel Energie, da immer alle Bohrspindeln gleichzeitig angetrieben werden, auch wenn für einen Bohrprozess nur einzelne Spindeln benötigt werden. Darüber hinaus müssen diese für unterschiedliche Bauteile immer neu eingestellt werden. Der Bohrprozess beeinträchtigt daher die Produktivität des gesamten Fertigungsprozesses. Um die Qualität und Effizienz zu steigern, müssen die Bohrvorgänge intelligenter und flexibler gestaltet werden. Dazu müssen sich die Spindeln automatisch an das jeweilige Bauteil anpassen und einzeln angetrieben werden können.

Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung von selbstoptimierenden, intelligenten Antrieben für die Möbelproduktion, die einen individuellen Einsatz jeder einzelnen Bohrspindel und eine Anpassung an das zu bearbeitende Holzbauteil ermöglichen.

Dazu werden die Bohranwendungen in bestehenden Holzbearbeitungsmaschinen in Hinblick auf wichtige Prozessparameter, wie Werkzeuggeometrie, Drehzahl, Geschwindigkeit, Material, Bohrtiefe und -genauigkeit analysiert. Daraus werden Anforderungen an selbstoptimierende Bohrprozesse spezifiziert. Auf dieser Grundlage wird ein Demonstrator für die Modellierung eines intelligenten Antriebs entwickelt, in dem die o.g. Parameter verändert, getestet und optimiert werden. Die Integration von Sensoren ermöglicht die Analyse des Bauteils, worauf durch die Steuerungstechnik eine automatische Einstellung der optimalen Bohrprozessparameter erfolgt. Für die Entwicklung wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte Selbstoptimierung, Energieeffizienz und Systems Engineering zurückgegriffen. Der intelligente Antrieb wird in ein analytisches Prozessmodell für das Bohren von Holz und Holzverbundwerkstoffen überführt und seine Leistungsfähigkeit in einer Holzbearbeitungsmaschine validiert.

Projektlaufzeit
01. Oktober 2012 - 30. September 2014

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