Auf der automatica, der Leitmesse für Automation und Robotik vom 24. bis 27. Juni 2025 in München, präsentiert das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Stade, gemeinsam mit autonox Robotics GmbH und Siemens AG eine bahnbrechende Fräskinematik. Diese ermöglicht die hochpräzise, ressourceneffiziente Bearbeitung von Materialien wie Faserverbundwerkstoffen, Aluminium und vergüteten Stählen mit einer Fertigungstoleranz von bis zu 0,1 Millimetern. Die Technologie wird in Halle A4, Stand A4-329, und Halle B6, Stand B6-303, vorgestellt.
Der neu entwickelte »Machine Tool Robot« (MTR) kombiniert intelligente Regelungsstrategien, innovative Antriebstechnologien und eine optimierte mechanische Struktur. Dies verbessert die Bahngenauigkeit erheblich, selbst bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten und komplexen Bewegungen, indem dynamische Fehler kompensiert und Schwingungen gedämpft werden. Besonders hervorzuheben ist die Störunterdrückung, die auch bei hohen Prozesskräften konstante Präzision gewährleistet. Dadurch steigen Materialabtragsraten und Produktivität, was den MTR zur Brücke zwischen Industrierobotern und Werkzeugmaschinen macht.
Ein alternatives Maschinenkonzept ergibt sich durch die Kombination mit Linearachsen oder flächenbeweglichen Plattformen. Im Vergleich zu Portalanlagen ist der MTR platzsparend, flexibel und benötigt keine Sonderfundamente, was Anpassungen in Fertigungsstraßen erleichtert. Die Kombination aus Knickarmkinematik und Linearachse bietet hohe Flexibilität und Antriebssteifigkeit, wodurch Umkehreffekte minimiert und präzise Prozesse trotz großer Hebelarme ermöglicht werden.
Die Software »CaliRob« des Fraunhofer IFAM steigert die Präzision weiter durch modellbasierte Kalibrierung, die Fertigungstoleranzen kompensiert. Ein mathematisches Modell mit über 200 Parametern reduziert Positionsfehler von mehreren Millimetern auf ein Minimum.
Das System eignet sich für anspruchsvolle Anwendungen, etwa in der Luftfahrt, im Schienen- und Schiffbau oder in der Energiebranche, und ermöglicht erstmals die robuste Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie Stahl oder Titan durch Industrieroboter. Im nächsten Schritt wird die Technologie in Industrieanwendungen erprobt.
Das Projekt »RoMaNi 2« wurde vom Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Bauen sowie der NBank gefördert. Die Technologie eröffnet neue Perspektiven für die Automatisierungstechnik und die Smart Industry.
