AUTOREN Prof. Dr.-Ing. Rainer Herbertz leitet das Labor für Massivumformung der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn Die Fertigung schwerer Umformteile auf manuellen Produktionsanlagen bedeutet für den Mitarbeiter eine körperliche Höchstbelastung bei gleichzeitig hoher Anforderung durch das genaue Positionieren der Bauteile in den einzelnen Prozessstationen. Die Folgen für die Mitarbeiter sind einseitige Überlastung, frühzeitiger Verschleiß der Gelenke, häufige Arbeitsausfälle wegen Krankheit und schlussendlich die frühzeitige Arbeitsunfähigkeit. Die finanziellen Folgen für die Unternehmen, die Versicherungssysteme und die Volkswirtschaft sind erheblich und inakzeptabel. Gerade vor dem Hintergrund der demografischen Entwicklung, knapper werdender Ressourcen bei Fachpersonal sowie dem späterem Renteneintrittsalter bekommt der verantwortungsvolle Umgang mit dem „Humankapital Mensch“ eine ganz neue Bedeutung. Im Rahmen des Vorhabens sollte für manuelle Schwerstarbeitsplätze an Massivumformanlagen die Belastung des Bedienpersonals drastisch reduziert werden bei gleichzeitiger Steigerung der Anlagenproduktivität. Hierzu wurde ein manuell bedienbares Handhabungsgerät konzipiert, entwickelt, als Demonstrator getestet und bewertet, das den spezifischen Anforderungen bezüglich der komplizierten produkt und prozessabhängigen Bewegungsabläufe und der erforderlichen präzisen Teilepositionierung genügt. Dabei sollten die besonderen Vorteile des Menschen, wie das empirisch erlernte Verständnis über den Umformprozess und das feinfühlige Anpassen seiner Arbeitsbewegungen an sich ändernde Prozesssituationen weiter genutzt und durch die körperliche Entlastung noch gesteigert werden. Folgende Zielparameter waren vorgegeben: TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Dipl.-Ing. Harald Hermanns ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für Massivumformung der Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn • deutliche Entlastung des Werkers von schwerer körperlicher Tätigkeit unter Beibehaltung der bisherigen Flexibilität • flexibler Einsatz des Handhabungsgeräts bei heterogener Teilestruktur • keine artikelspezifischen Greifersysteme • kein zusätzlicher Rüstaufwand bei Artikelwechsel • Einsatzmöglichkeit für verschiedene Aggregatetypen • geringe Investitionskosten • höhere Produktivität ANALYSE DER IST-SITUATION AN PRESSEN UND HÄMMERN Zur Festlegung der kinematischen Freiheitsgrade und der notwendigen Bewegungsbahnen des Handhabungsgeräts wurde für ein repräsentatives Teilespektrum der prozessbedingte Bewegungsablauf der Bauteile während des Umformprozesses analysiert. Hieraus wurden anschließend die räumlichen Bewegungsbahnen und die zeitlichen Abhängigkeiten abgeleitet (Bild 1). ERSTELLUNG EINES SIMULATIONSMODELLS Für die Entwicklung des Handhabungsgeräts wurde ein kinematisches Simulationsmodell erstellt, mit dem verschiedene Funktionsalternativen und die Auswirkungen verschiedener Prozessgrößen detailliert untersucht und bewertet wurden. Der schematische Aufbau des Simulationsmodells ist in Bild 2 dargestellt. Hier wird zum Beispiel ersichtlich, wie die Funktionen der vorderen und hinteren Bedienerhand durch Lagerstellen ersetzt werden, und somit die auftretenden Kräfte und Momente ermittelt werden können. massivUMFORMUNG | MÄRZ 2017 71
massivUMFORMUNG März 2017
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