Modellierung und Kompensation der Bahnabdrängung bei der spanenden Bearbeitung mit Industrierobotern
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Modellierung und Kompensation der Bahnabdrängung bei der spanenden Bearbeitung mit Industrierobotern
Über dieses Buch
Die Zerspanung mit Industrierobotern stellt einen Ansatz zur Reduzierung der Fertigungskosten dar. Zur Erweiterung des Einsatzgebietes von Industrierobotern in der spanenden Fertigung ist eine Steigerung der Bahngenauigkeit bei der Bearbeitung notwendig. Aktuell führt eine Prozesskraft, die an der Werkzeugspitze (TCP) eines Roboters wirkt, zu einer elastischen Verformung der Roboterstruktur in deren Folge der TCP von seiner geplanten Bahn abgedrängt wird. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Erhöhung der Bauteilqualität bei der Zerspanung mit Industrierobotern.Hierzu wird ein Modell zur Beschreibung des Nachgiebigkeitsverhaltens des Roboters entwickelt und auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung implementiert, das aus der Achsstellung, Prozesskräften sowie Steifigkeitskennwerten des Roboters Korrekturwerte zur Kompensation der nachgiebigkeitsbedingten Bahnfehler bestimmt. Diese werden über eine Korrekturschnittstelle an den Roboter gesendet. Um den Effekt der Totzeit zu reduzieren, der sich insbesondere bei starken Änderungen der Prozesskraft auswirkt, wird eine Kraft-Vorsteuerung entwickelt und in das Kompensationssystem integriert. Diese hybride Kompensation, die sowohl Elemente der prozessparallelen Kompensation als auch Elemente der offline Kompensation (Bahnplanung) beinhaltet, erweist sich als geeignet, die Abdrängung zu kompensieren.Mit dem System sinkt die Bahnabweichung auf unter ±0, 4 mm, was ausgehend von der maximalen Abweichung einer Verringerung um 70 % entspricht. Daher eignet sich die Nachgiebigkeitskompensation für die Schruppbearbeitungen und das Fräsen von Taschen im Werkzeug- und Formenbau. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Bearbeitung von Großstrukturen aus Aluminium oder Holz.
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