Einsatz von Industrierobotern für die Bohrbearbeitung an automobilen Strukturbauteilen unter Berücksichtigung des thermischen Verlagerungsverhaltens und der Prozessinteraktion:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker Verlag
2016
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe des PTW: "Innovation Fertigungstechnik"
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | VII, 174 Seiten Illustrationen 21 cm, 287 g |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis
ABKÜRZUNGEN UND FORMELZEICHEN IV
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER TECHNIK 5
2 1 Grundlagen 5
211 Automobile Großserienfertigung 5
212 Fertigungsverfahren Bohren 8
213 Industrieroboter 15
2 2 Spanende Bearbeitung mit Industrierobotern 23
221 Anwendungsgebiete 23
222 Einflussgrößen auf die Bearbeitungsgenauigkeit von Industrierobotern 26
2 3 Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit 29
231 Maßnahmen zur Optimierung während der Entwicklung 29
232 Genauigkeitssteigerungen bei der Inbetriebnahme 32
233 Kompensationsverfahren im Roboterbetrieb 34
2 4 Zusammenfassung und Fazit 41
3 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 43
4 SYSTEMANALYSE 45
41V ersuchsumfeld 45
411 Roboter-V ersuchszelle 45
412 Versuchswerkstoff 46
413 Mess- und Analysetechnik 47
4 2 Anforderungsanalyse 49
421 Arbeitsraum 49
422 Fertigungstoleranzen 50
4 3 Kinematisches Arbeitsraumverhalten 51
431 Positions-Überschwingen und Positions-Stabilisierungszeit 52
432 Pose-Wiederholgenauigkeit 53
433 Bahnverhalten 55
434 Umkehrspanne 57
435 Schrittweite 60
4 4 Statisches Arbeitsraumverhalten 62
441 Direkte und gekreuzte Translationsnachgiebigkeiten 63
442 Einfluss der Getriebestellung und der Anfahrrichtung 66
4 5 Dynamisches Arbeitsraum verhalten 66
451 Experimentelle Modalanalyse der gesamten mechanischen Roboterstruktur 67
452 Poseabgängiges Schwingungsverhalten im Arbeitsraum 68
4 6 Thermische V erlagerung 70
461 Verlagerungs verhalten bei Dauerbetrieb 71
II
Inhaltsverzeichnis
462 Simulierter Bearbeitungsversuch 73
4 7 Prozessanalyse und Systemwechselwirkung beim Bohren 74
471 Kraft- und Abdrängungsverläufe 75
472 Bearbeitungsqualität 77
4 8 Fazit der Voruntersuchungen 78
5 SERIENFERTIGUNGSGERECHTE THERMISCHE
VERLAGERUNGSKOMPENSATION FÜR INDUSTRIEROBOTER 80
5 1 Thermische Wirkzusammenhänge 80
5 2 Anforderungen an ein serienfertigungsgerechtes Kompensationsverfahren für einen
Industrieroboter 83
5 3 Kompensationsmethoden 85
5 4 Entwicklung des Kompensationsverfahrens 87
541 Vorgehensweise und Konzeption der Kompensationsmethode 87
542 Auswahl des externen Messsystem 92
543 Bestimmung der Temperatur-Verformungsmodelle 93
544 Aufbau des Regelkreises für die Kompensationsverfahren 95
545 Mathematisches Modellierungsverfahren 98
546 Leistungsfähigkeit und Einflussanalyse 102
5 5 Thermisches Roboter- und Verlagerungsverhalten 104
551 Thermisches Verhalten bei Erwärmung durch innere Wärmequellen 105
552 Temperaturverläufe und thermisch bedingte Verformungen 108
553 Auswahl thermisch signifikanter Parameter für das externe Messsystem 114
554 Bestimmung der Temperaturverformungsmodelle 115
5 6 Validierung der Kompensationsverfahren 119
561 Kontinuierliche Dauerbelastung 120
562 Zyklischer Aussetzbetrieb 122
5 7 Fazit zur thermischen Verlagerungskompensation 123
6 STRUKTUR-PROZESS INTERAKTIONEN BEI DER BOHRBEARBEITUNG 125
6 1 Einfluss der Roboterpose auf die statischen Nachgiebigkeiten 125
611 Abdrängungen bei statischer Belastung in Abhängigkeit der Roboterpose 126
612 Statische Nachgiebigkeiten in Abhängigkeit der Roboterpose an
unterschiedlichen Arbeitsraumpunkten 128
613 Zwischenfazit zur statischen Nachgiebigkeitsanalyse 130
6 2 Voruntersuchungen zu Einflüssen der Werkzeuggeometrie auf Prozesskräfte und
Positionsfehler beim Bohren mit Industrierobotern 131
621 Versuchsaufbau 131
622 Werkzeugbelastung beim Bohren und entstehender Positionsfehler 132
623 Einflüsse der Werkzeugbereiche auf den Zerspanprozess 134
624 Einflüsse der Werkzeuggeometrie und der Prozessparameter auf Prozesskraft
und Positionsfehler 135
625 Zusammenfassung der Voruntersuchungen 137
6 3 Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Werkzeuggeometrie und der
Prozessparameter in Abhängigkeit der Bohr-Prozessphasen 138
Inhaltsverzeichnis
III
631 Phase 1 - Reduzierung der Positionsfehler beim Anbohren 139
632 Phase 2 - Reduzierung der Hauptzeit beim Vollbohren 145
633 Phase 3 - Untersuchung des Ausbohrvorgangs 149
634 Phase 4 - Optimierung des Rückhubs 151
6 4 Zusammenfassung und Fazit der Analysen der Struktur-Prozess Interaktionen 153
7 ANWENDUNGSBEISPIEL UND ÜBERTRAG AUF DIE SERIENFERTIGUNG 155
7 1 Bearbeiten eines automobilen Serienbauteils mit Industrierobotern 155
72W irtschaftlichkeitsbetrachtung 157
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 160
9 LITERATURVERZEICHNIS 163
10 ANHANG 171
10 1 Posen der Untersuchungen des Bahnverhaltens 171
10 2 Kippwinkel der statischen Nachgiebigkeitsanalyse im Arbeitsraum 171
10 3 Experimentellen Modalanalyse des Industrieroboters 172
10 3 1 Eigenformen 172
10 3 2 Übertragungsfrequenzgang 172
10 4 Thermische Verlagerungen 173
|
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