Wenn neue Umformwerkzeuge (Presswerkzeuge) eingearbeitet werden, heisst dies in der Regel: Ein erfahrener Werkzeugmacher schleift und tuschiert so lange an den Werkzeugen, bis die erforderliche Masshaltigkeit des Bauteils erreicht ist. Roboter erlauben die Bearbeitung von Freiformflächen und können nun bei dieser aufwendigen und mühsamen Arbeit für teilweise Entlastung sorgen und somit Zeit und Kosten sparen. Dank einer am Fraunhofer IWU entwickelten Ausgleichseinheit bleiben Anpressdruck und Materialabtrag beim Schleifen konstant, die Ungenauigkeit der Roboterbahn wird kompensiert, heisst es in einer Medienmitteilung des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.
Roboterbasiertes Rollformen
Beim roboterbasierten Rollformen, einer hochflexiblen Technologie zum Walzprofilieren, führt ein Roboter ein Walzenpaar in mehreren Durchläufen abwechselnd in beiden Laufrichtungen (reversierend) und mit schrittweise ansteigender Zustellung am Werkstück entlang, bis beispielsweise ein Flansch in die gewünschte Form gebracht ist. Eventuelle Geometrieabweichungen lassen sich nach jeder Bahnbewegung optisch oder über die Reaktionskräfte im Roboter erfassen. Nach einer entsprechenden Analyse der Messdaten kann jegliche Abweichung bei der nächsten umformenden Bahnbewegung behoben (kompensiert) werden. Die technologisch bedingte Rückfederung des Materials lässt sich durch eine entgegengerichtete Überbiegung korrigieren. Wichtig dabei ist auch die ganzheitliche Betrachtung des Prozesses, bis hin zur entsprechend flexiblen Aufspannung des umzuformenden Bauteils. Prozessbegleitende Datenerfassung und KI-gestützte Auswertung der Daten erlauben es, unmittelbar auf schwankende Materialeigenschaften (Festigkeit, Rückfederungsverhalten) einzugehen und Geometrieabweichungen vorausschauend zu kompensieren. Gleichzeitig werden Qualitätskontrolle und -dokumentation zum integralen Bestandteil des Fertigungsprozesses.
Robotersysteme sind wegen ihrer deutlich geringeren Genauigkeit für das hochpräzise Laserstrahlschweissen oft nicht geeignet. Mit Nahtverfolgungssystemen für Laserstrahl-Scanneroptiken kann diese Ungenauigkeit jedoch ausgeglichen werden. Wenn das Laserstrahlwerkzeug mit einem Roboter und das zu schweißende Werkstück mit einem zweiten Roboter geführt wird, können komplexe 3D-Geometrien geschweisst werden. Die Herausforderung besteht darin, zwölf Roboterachsen und zwei Scannerachsen so aufeinander abzustimmen, dass die resultierende Laserstrahlbewegung auf der Schweissbahn konstant und hochgenau ist.
Eröffnungsveranstaltung am Fraunhofer IWU Chemnitz
Das neue Applikationszentrum «Bahngeführte Roboterbearbeitung» präsentiert sich am 5. Dezember erstmals der Fachwelt. Die Veranstaltung richtet sich an interessierte Hersteller und Anwender, die Teilnahme ist kostenlos.