Hochproduktive Roboterkooperation zur spanenden Vorbearbeitung von Großbauteilen

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.03.2018 bis 29.02.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen, Automatisierung und Steuerungstechnik
Fördergeber:
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF
Status:
Abgeschlossen

Forschungspartner

  • Forschungsvereinigung Programmiersprachen für Fertigungseinrichtungen e.V. (FVP)

Kontakt

Name

Lars Lienenlüke

Gruppenleiter

E-Mail

 

Die Bearbeitung mittlerer bis großer Werkstücke erfolgt derzeit ausschließlich auf (Groß-)Werkzeugmaschinen (WZM). Deren Anschaffung ist mit hohen Investitionskosten, langen Lieferzeiten und großen Aufstellflächen verbunden. Dem WZM-Ansatz gegenüber steht die Möglichkeit einer spanenden Bearbeitung mit Standard-Industrierobotern, die Vorteile in Flexibilität, Aufstellfläche und Anschaffungspreis bieten. Allerdings erfüllen Roboter Anforderungen hinsichtlich statischer und dynamischer Steifigkeiten nicht, was vorwiegend bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien wie zum Beispiel Stahl und Edelstahl einen Einsatz bisher unmöglich macht. Standard-Industrieroboter reichen hinsichtlich Produktivität an die bisherige WZM-Prozesszeit nicht heran, ein Ansatz stellt jedoch die simultane Bearbeitung mit mehreren Robotern dar.

Ziel des Forschungsprojektes „HORuS²" ist eine Lösung zur wirtschaftlichen spanenden Bearbeitung mittelgroßer und großer Werkstücke durch kooperierende Roboter. Dabei werden zunächst Untersuchungen des statischen und dynamischen Verhaltens in Abhängigkeit der Roboterpose vorgenommen. Die daraus resultierenden Stabilitätskarten dienen zur Ermittlung der Grenzen der Bearbeitungsfähigkeit. Bei der Bahnplanung des Roboters wird eine durchgängige CAD-CAM-RC-Prozesskette zur Verteilung großvolumiger Bearbeitungsfeatures auf mehrere Roboter verwendet, bei der eine optimale und kollisionsfreie Zuordnung zwischen Feature und Roboter ermittelt wird.

Das Ziel der ersten Projektphase ist die Untersuchung und Ermittlung statischer und dynamischer Eigenschaften, die bei Industrierobotern im Gegensatz zu den konventionellen WZM variabel bezüglich der Roboterpose sind. Bei der Ermittlung des Zerspanverhaltens eines Industrieroboters liegt in diesem Projekt der Fokus auf der Untersuchung des Einflusses von roboterseitigen Bewegungsparametern. Es werden Abhängigkeiten wie Position im Arbeitsraum, die Bearbeitungsebene oder die Bewegungsrichtung untersucht und ausgewertet.