Inline-Monitoring zur Prozesskettenverkürzung bei der spanenden Bearbeitung von CFK-Flugzeugstrukturen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Zukunft der prozessparallelen Qualitätssicherung bei der spanenden Bearbeitung von CFK-Bauteilen der Luftfahrtindustrie. Im Fokus steht die Entwicklung eines innovativen Inline-Monitorings und der erforderlichen sensorgestützten Teilsysteme, die eine automatisierte Bewertung der Oberflächen-, Kontur- und Prozessgüte unmittelbar nach der Bearbeitung bieten.
Unter Einsatz einer Infrarotkamera wird die durch den Fräsprozess in das Bauteil eingeleitete Wärme zur Identifikation und Bewertung der Oberflächengüte genutzt. Zur prozessparallelen Bewertung des Werkzeugverschleißes wird ein sensorischer Werkzeughalter eingesetzt, sodass Werkzeuge bis zum realen Standzeitende genutzt und gleichzeitig die Prozesssicherheit gewährleistet werden. Das Tracking der Maschinenbewegung wird untersucht, um Rückschlüsse auf die Konturgüte der resultierenden Bauteile zu ziehen. Es wird eine Systemarchitektur konzipiert, die die Teilsysteme über das Kommunikationsframework OPC-UA verknüpft und synchronisiert.
Die Forschungsstudie integriert die Ansätze der Industrie 4.0 in die prozessparallele Qualitätssicherung und schafft ein modulares Gesamtsystem, das die individuelle Verwertung der Teilsysteme sicherstellt.