Tausta
Älykäs valmistus ja Älykäs tuotanto -konseptit ja -teknologiat yhdistävät edistykselliset suunnittelu-, ennustettavuus- ja ohjausvälineet keskeisten valmistustekniikoiden nopeaa uudelleenkonfigurointia varten. Esimerkiksi robottien avulla tapahtuvaa hitsausta, robottien avulla tapahtuvaa materiaalia lisäävä valmistusta, kuten lisäainelangalla ja valokaarella tapahtuvaa lisäävä valmistusta (WAAM, engl. Wire Arc Additive Manufacturing) ja suorakerrostusta (DED, engl. Directed Energy Deposition), voidaan parantaa älykkäällä ja tehokkaalla offline-valmistelulla sekä älykkäällä ohjauksella. Näillä valmistusprosesseilla on yhteisiä piirteitä, koska ne ovat erittäin riippuvaisia automaatiosta ja robotisaatiosta. Ne voivat kaikki perustua käsivarsirobotteihin, ja siten niitä voidaan pitää yhteisenä prosessina, joka perustuu käsivarsirobotiikkaan, mutta vaihtelee työkalun vaihdon tai työkalujen käytön mukaan. Käsivarsirobottipohjaiset prosessit ovat joustavia, mutta niiden tarkkuus on heikompi verrattuna muihin konearkkitehtuureihin, kuten karteesisiin konearkkitehtuureihin.
Tavoitteet
Hankkeella on kaksi päätavoitetta:
- Kehittää robottihitsausohjauslaatikko, joka pystyy säätämään hitsausparametrejä dynaamisesti reaaliajassa käyttämällä anturipalautetta, kuten hitsauskameroita, pyrometrejä ja linjaskannereita. Tämän säätöjärjestelmän tarkoituksena on parantaa hitsauslaatua ja -robustisuutta reagoimalla välittömästi prosessin vaihteluihin.
- Offline-mallinnus- ja simulointikehyksen luominen, joka huomioi hitsauksen aiheuttaman lämpö- ja mekaanisen käyttäytymisen. Tämä kehys perustuu elementtimenetelmään ja monialaiseen adaptiiviseen optimointitapaan, jolla määritetään optimaaliset hitsausjärjestykset ja -parametrit tavoitteena minimoida valmistettujen komponenttien muodonmuutokset ja lämpöjännitykset.
Toteutus
Laatikon kehittäminen toteutetaan kolmella toisiaan täydentävällä teollisella käyttötapauksella, jotka kattavat kaksi valmistusprosessia: hitsauksen ja hitsaukseen perustuvan lisäävän valmistuksen. Nämä tapaukset kattavat erilaiset valmistusmittakaavat ja eräkoot, jotka vaihtelevat yhden erän tuotannosta keskikokoisiin eriin. Ohjauslaatikon tavoitteena on mahdollistaa valmistusyksikkö, jossa on lyhyet käynnistysajat, parempi tuottavuus ja parempi laatu.