Antriebsbasierte Schwingungsdämpfung an Industrierobotern zur Fräsbearbeitung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Armin Lechler
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290804444

Im Bereich leicht zerspanbarer Materialien und großvolumiger Bauteile stellt der Einsatz von Industrierobotern zunehmend eine kostengünstige Alternative zu konventionellen Werkzeugmaschinen dar. Dies liegt maßgeblich an den geringeren Investitionskosten, der hohen Anzahl an Freiheitsgrade, dem geringen Platzbedarf und dem großen Arbeitsraum. Dieser Entwicklung stehen jedoch die Nachteile einer begrenzten Absolutgenauigkeit und die damit einhergehende, erreichbare Genauigkeit am Werkstück sowie die Schwingungsanfälligkeit entgegen, welche sich negativ auf die Bearbeitungsqualität als auch auf das erreichbare Zeitspanvolumen auswirkt. Im Rahmen der ersten Förderperiode wurden zwei unterschiedliche, auf abtriebsseitiger Positionserfassung basierende, Regelverfahren entworfen und umgesetzt. Es wurde gezeigt, dass die durch die Wechselwirkung von Prozesskräften und Roboterstruktur angeregten Schwingungen antriebsbasiert bedämpft werden können. Auf diese Weise kann die Genauigkeit und die Produktivität von Roboterbearbeitungszentren gesteigert werden. Der Kern der zweiten Förderperiode bildet die Fragestellung, ob die in einem kleinen Arbeitsraum erzielten Verbesserungen auf den gesamten Arbeitsraum übertragen werden können. Dafür soll das in der ersten Förderperiode entwickelte, lokal gültige Verfahren zur antriebsbasierten Schwingungsdämpfung mit der Methode des Gain-Schedulings so modifiziert werden, dass die Funktionsweise im gesamten Arbeitsraum sichergestellt ist. Nur dadurch kann das Potential von Industrierobotern für die Bearbeitung großvolumiger Bauteile vollständig ausgeschöpft werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl