Erhöhung der Maßhaltigkeit von Blechbauteilen durch eine modellgestützte Bahnplanung für die roboterbasierte Blechumformung

通过基于模型的机器人钣金成形路径规划提高钣金部件的尺寸精度

基本信息

批准号：
41304387
负责人：
Professor Dr.-Ing. Horst Meier
金额：
--
依托单位：
Rektor der Universität Siegen
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2011-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/41304387?language=en
关键词：
Erh hung der Ma haltigkeit

项目摘要

Die Form- und Maßhaltigkeit inkrementell umgeformter Blechbauteile wird wesentlich durch die Nachgiebigkeit der beteiligten Maschinenstrukturen sowie die Rückfederung des Blechbauteils beeinflusst. Insbesondere bei der roboterbasierten inkrementellen Umformung, bei der die werkzeugführenden Roboter eine deutlich geringere Steifigkeit als gewöhnliche Umformmaschinen haben, sind die Abweichungen von der vorausgeplanten Werkzeugbahn nicht zu vernachlässigen. Aus diesem Grund beschäftigt sich das vorliegende Forschungsvorhaben seit einem Jahr mit Methoden zur quantitativen Vorhersage dieser Pfadabweichungen und im Folgenden auch mit deren Kompensation.Im abgelaufenen Projektjahr wurden zunächst Modelle aufgebaut, mit deren Hilfe die Prognose der Abweichungen erfolgen kann. Die Simulation erfolgt in zwei miteinander gekoppelten Teilschritten. Erster Schritt ist die FEM-basierte Berechnung der in der Umformung entstehenden Prozesskräfte, im zweiten Schritt werden die aus den Prozesskräften resultierenden Abweichungen der nachgiebigen Roboter in einem MKS-Modell simuliert. Beide Teilmodelle wurden mit Hilfe von Experimenten validiert und zeigen bei der Kopplung Konvergenz nach wenigen Schritten. In der hier beantragten zweiten Phase des Projektes soll zunächst ein automatisiertes Prozess- Struktur-Modell implementiert werden, das beide Teilmodelle zusammenführt und somit eine Vorhersage des realen Pfades ermöglicht. Ziel dabei ist die Optimierung des numerischen Aufwandes durch eine online-Kopplung der Teilmodelle. Aufbauend auf dieses Modell erfolgt die Entwicklung eines Kompensationsmoduls, das die berechnete Abweichung vom geplanten Werkzeugpfad kompensiert. Die so korrigierte Bahn wird an die Robotersteuerung übergeben und führt zu einer exakten Bahnbewegung des Werkzeuges während des Umformprozesses. Durch die bisher genannten Punkte wird die Nachgiebigkeit der Roboter bereits im Vorfeld der eigentlichen Umformung kompensiert. Um jedoch tatsächlich die gewünschte Geometrie zu erhalten, muss ferner auch die Rückfederung des Blechbauteils in die Betrachtung einbezogen werden. Dies soll im zweiten Teil des hier beantragten Projektabschnittes geschehen. Eine Korrektur erfolgt ebenfalls pfadbasiert, jedoch wird nun der Pfad aus der in der Simulation entstandenen Geometrie ermittelt und mit der gewünschten Geometrie verglichen. Am Ende des Projektes entsteht somit ein ganzheitliches Modell, mittels dessen eine optimierte Pfadplanung zum Ausgleich von Roboternachgiebigkeiten und Blechrückfederung, basierend allein auf numerischer Simulation, bereits im Vorfeld der eigentlichen Umformung möglich ist.

Insbesondere bei der robotsbasierten inkrementellen Umformung, bei der die Werkzeugführenden Roboter eine deutlich geringere Steifigkeit als gewöhnliche Umformmaschinen haben, sind die Abweichungen von der vorausgeplanten Werkzeugbahn nicht zu vernachlässigen.模型的生成，以及在两个变量中的模拟预测的预测。 gekoppelten Teilschritten。 mit Hilfe von Experimenten validiert and zeigen bei der Kopplung Konvergenz nach wenigen Schritten。 Vorhersage des realen Pfades ermöglicht。补偿。补偿。 Ebenfalls pfadbasiert，jedoch wird nun der Pfad aus der in der 模拟 entstandenen 几何 ermittelt 和 mit der gewünschten 几何 verglichen。 Roboternachgiebigkeiten 和 Blechrückfederung，basierend allein auf numerischer 模拟，bereits im Vorfeld der eigentlichen Umformung möglich ist。