Untersuchungen der stabilitätslimitierenden Faktoren zur Modellbildung von Industrierobotern für die Fräsbearbeitung

In der heutigen Produktion erfordert die hohe Produktvielfalt eine erhöhte Flexibilität der Produktionsanlagen. Während die Produktivität von Werkzeugmaschinen durch Automatisierung gesteigert wurde, hat deren Flexibilität abgenommen. Daher wird die spanabhebende Bearbeitung als neues Anwendungsfeld für Industrieroboter motiviert.

Diese Dissertation untersucht das statische und dynamische Nachgiebigkeitsverhalten eines Industrieroboters anhand einer experimentellen Modalanalyse und einem entwickelten Nachgiebigkeits-Messsystem. Die Ergebnisse werden mit Fräsversuchen zur Identifikation der Ursachen für Instabilitäten korreliert, um die Modellbildung als Grundlage zur Entwicklung von Optimierungsansätzen zu verbessern. Die Fräsversuche zeigen, dass Instabilitäten hauptsächlich von der Fräskraftmodulation beeinflusst werden, während die Hauptschwingrichtung unabhängig von der Eigenschwingform ist. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass das nichtlineare Systemverhalten einen großen Einfluss auf die Prozessstabilität hat und daher bei der Modellbildung abgebildet werden muss. Die empirischen Erkenntnisse weisen auf die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen hin.