Definition
Fortschrittliche Fertigung („Advanced Manufacturing“) ist ein interdisziplinäres Anwendungsfeld. Es wird manchmal auch als Closed-Loop-Manufacturing bezeichnet.
Dabei handelt es sich um die Durchführung von Prozessvorgängen (Bearbeitung, Oxidation, Materialablagerung, Reinigung, Wärmebehandlung usw.) an Teilen unter gleichzeitiger Messung bestimmter physikalischer Parameter direkt oder indirekt während der Bearbeitung. Ziel ist es, Informationen über das herzustellende Teil zu erhalten, wie Temperaturen, Durchmesser, Dicken, Abstände usw. Dies wird als In-situ-Metrologie mit einer Rückkopplungsschleife bezeichnet, die es ermöglicht, den Prozess bis zur Messung zu steuern. Die Messung kann entweder kontinuierlich oder intermittierend in bestimmten Phasen des Prozesses durchgeführt werden. Um eine Beschädigung des Produkts während des Herstellungsprozesses zu vermeiden, werden Technologien zur zerstörungsfreien Prüfung („Non-destructive testing “ NDT) eingesetzt.
Fortschrittliche Fertigung ist manchmal mehr als eine Notwendigkeit, um die Kontrolle von Fertigungsprozessen zu verbessern, insbesondere wenn der Prozess aufgrund von Schwierigkeiten bei der Prozesscharakterisierung, Maschinenkalibrierung oder Produktvariabilität nicht vollständig wiederholbar ist.
Erklärung zum Kochen: Um einen Braten zu kochen, empfiehlt das Rezept, ihn pro Kilo eine Stunde lang bei 200°C zu erhitzen. Abhängig von der Form des Bratens (eher lang und dünn oder eher kurz und dick) und den Eigenschaften des Ofens (Leistung, Regelung, thermische Trägheit, usw.) wird die Rezeptanleitung nicht das gleiche Ergebnis liefern. Eine fortschrittliche Fertigung-Lösung besteht darin, einen Temperatursensor im Braten anzubringen und den Ofen anzuhalten, wenn die Kerntemperatur erreicht ist, die dem gewünschten Kochvorgang entspricht.
Vorteile
Die Vorteile der fortschrittlichen Fertigung für Produktionsmaschinen sind vielfältig:
- Qualität: Beste Qualität des fertigen Produkts
- Umwelt: Weniger Abfall, weniger Verbrauchsmaterialien und weniger Energieverbrauch
- Finanziell: Optimierung der Maschinenzeit und damit des globalen CAPEX
- Anpassung: Reduzierung der Rüstzeit der Maschine
Projektbeispiele
Agileo Automation hat fortschrittliche Fertigungsprojekte durch die Entwicklung von Anwendungen implementiert, die Prozesse und Messungen auf der Grundlage des A²ECF-Frameworks integrieren:
- Eine Bohr-/Nietmaschine für Luftfahrtteile: Ein Roboter bewegt ein Teil vor einer industriellen Bohr-/Nietmaschine. Durch die Fusion von Sensoren (Laser und Bildverarbeitung) wird das Teil dynamisch im Verhältnis zum CAD angepasst
- Ein Oxidationsofen erzeugt mikroskopische kreisförmige optische Teile (MEMS-Typ) mit einem kritischen Durchmesser. Ein Hyperspektralkamera-Inspektionssystem ermöglicht es, den Durchmesser in Echtzeit zu messen, das Ende des Prozesses vorherzusagen und ihn zum richtigen Zeitpunkt zu stoppen (Endpunkterkennung)
- Eine Plasmaprozesskammer (ICP für „Inductive Coupled Plasma”) wird zum Reinigen von Wafern verwendet, um eine Lackschicht zu entfernen. Um die Nutzung der Maschine zu optimieren, erkennt ein Laserspektrometer das Ende des Prozesses (EPD für „End Point Detection“) und stoppt ihn schnellstmöglich, um Energie und Maschinenzeit zu sparen
- Beratung zur Systemarchitektur einer Bearbeitungsmaschine gekoppelt mit einem robotischen 3D-Metrologiesystem
Die Architektur des A²ECF-Frameworks passt perfekt zu dieser Art von Projekt und bietet die Möglichkeit, den Prozessteil und den Metrologieteil einfach in den Baum der gesteuerten Geräte zu integrieren und sie in der Geschäftsschicht (Geschäftslogik) interagieren zu lassen.
