Kompensation prozesskraftbedingter Bahnfehler bei der roboterbasierten inkrementellen Blechumformung:
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Aachen
Shaker
2012
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INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS V
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUSGANGSSITUATION UND PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 2
2 STAND DER FORSCHUNG U N D TECHNIK 5
2.1 INKREMENTELLE BLECHUMFORMUNG ASYMMETRISCHER BAUTEILE (AISF) 5
2.1.1 VERFAHRENSPRINZIP UND VERFAHRENSVARIANTEN DES AISF 6
2.1.2 VERFAHRENSGRENZEN U N D ANSAETZE ZUR GRENZERVVEITERUNG IM AISF . .
. . 8
2.1.2.1 FLANKENWINKELABHAENGIGE BLECHDICKENREDUKTION 9
2.1.2.2 GEOMETRISCHE GENAUIGKEIT IM AISF 11
2.1.3 ROBOFORMING 13
2.1.3.1 POTENZIALE DES ROBOFORMINGS 14
2.1.3.2 VERFAHRENSGRENZEN DES ROBOFORMINGS 16
2.1.3.3 BESTEHENDE LOESUNGSANSAETZE ZUR ERWEITERUNG DER VERFAHRENS
GRENZEN DES ROBOFORMINGS 18
2.1.3.4 HANDLUNGSBEDARF 19
2.2 MECHANISCHE BEARBEITUNG MIT, INDUSTRIEROBOTERN 21
2.2.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFSDEFINITIONEN IN DER INDUSTRIELLEN ROBOTIK .
. . 23
2.2.1.1 KINEMATISCHER AUFBAU VON INDUSTRIEROBOTERN 23
2.2.1.2 PROGRAMMIER VERFAHREN FUER INDUSTRIEROBOTER 24
2.2.1.3 GENAUIGKEITSKENNGROESSEN VON INDUSTRIEROBOTERN 27
2.2.2 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE GENAUIGKEIT VON INDUSTRIEROBOTERN BEI DER
ME CHANISCHEN BEARBEITUNG 31
2.2.3 LOESUNGSANSAETZE ZUR KOMPENSATION DER UNZUREICHENDEN
BAHN-ABSOLUT,GENAUIGKEIT VON INDUSTRIEROBOTERN IN MECHANISCHEN
BEARBEITUNGSAUF GABEN 38
2.3 ZUSAMMENFASSUNG S T A N D DER FORSCHUNG UND TECHNIK 42
3 SYSTEMANALYSE 4 4
3.1 VERSUCHSANLAGE 44
3.1.1- ROBOFORMING-ZELLE 45
3.1.2 MESSSYSTEME 48
3.1.2.1 KRAFT-MOMENTEN-SENSOR ATI-IA OMEGA190 48
3.1.2.2 3D-DIGITALISIERSYST,EM STEINBICHLER C O M E T 49
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IMAGE 2
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
3.1.2.3 OPTISCHES KOORDINATEMNESSGERAET METRIS K60UE 52
3.2 REFERENZGEOMETRIE 54
3.3 ANALYSE DES UNBELASTETEN ROBOTERS 56
3.4 ANALYSE DES BELASTETEN ROBOTERS 60
3.5 IDENTIFIKATION DER WERKZEUGSTEIFIGKEIT, 67
3.6 FAZIT SYSTEMANALYSE 68
4 KONKRETISIERUNG DER ZIELSETZUNG 70
5 KOMPENSATION MITTELS GELENKSTEIFIGKEITSBASIERTEM R O B O T E R M O D E
L L (KOM PENSATIONSANSAETZE A I BIS A 3 ) 74
5.1 MODELLBILDUNG 74
5.2 KOMPENSATIONSALGORITHMUS 80
5.3 IDENTIFIKATION DER GELENK- UND STRUKTURSTEIFIGKEITEN 83
5.4 VALIDIERUNG DES MODELLS UND DES KOMPENSATIONSALGORITHMUS 88
5.5 OFFLINE-KOMPENSATION (KOMPENSATIONSANSAETZE A I UND A2) 91
5.6 ONLINE-KOMPENSATION (KOMPENSATIONSANSATZ A3) 93
5.6.1 KUKA R O B O T SENSOR INTERFACE 93
5.6.2 SOFT- UND HARDWARETECHNISCHER AUFBAU 95
6 KOMPENSATION MITTELS TCP-STEIFIGKEITSBASIERTEM R O B O T E R M O D E L
L (KOMPEN SATIONSANSATZ A 4 ) 9 7
6.1 MODELLBILDUNG UND KOMPENSATIONSPROZESS 97
6.2 MODELLIMPLEMENTIERUNG 102
6.2.1 R.SI-KONTEXT DES TCP-STEIFIGKEITSBASIERTEN ROBOTERMODELLS 102
6.2.2 MODELLBASIERTE BESTIMMUNG DER NAEHERUNGSPOLYNOME 106
6.3 MODELLVALIDIERUNG 108
7 KOMPENSATION MITTELS OPTISCHER SENSORIK (KOMPENSATIONSANSATZ A 5 ) 114
7.1 SOFT- U N D HARDWARETECHNISCHER AUFBAU 115
7.2 EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG DES SOFT- UND HARDWARETECHNISCHEN AUFBAUS
. * * 116
8 EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG UND BEWERTUNG DER KOMPENSATIONSANSAETZE 119
8.1 GENAUIGKEITSSTEIGERUNG DURCH DEN EINSATZ DER KOMPENSATIONSANSAETZE .
. . . 119 8.1.1 KOMPENSATIONSANSATZ A I 120
8.1.2 KOMPENSATIONSANSATZ A2 124
8.1.3 KOMPENSATIONSANSATZ A3 127
8.1.4 KOMPENSATIONSANSATZ A4 128
8.1.5 KOMPENSATIONSANSATZ A5 129
8.1.6 ZUSAMMENFASSUNG UND KRITISCHE BETRACHTUNG 131
8.2 BEWERTUNG DER KOMPENSATIONSANSAETZE UND FAZIT 133
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 136
A A N H A N G 141
LITERATURVERZEICHNIS 149
II
IMAGE 3
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 163
TABELLENVERZEICHNIS 167
III
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