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Neue Produkte vom 02/06/2010

Industrieroboter wird zum präzisen Bearbeitungssystem

Dreidimensionale Ausgleichskinematik mit Piezoaktoren

Um mit einem Industrieroboter die für die spanende Bearbeitung notwendige Genauigkeit zur erreichen, wurde am Fraunhofer IPA eine separate Ausgleichsaktorik für den Fräskopf entwickelt. Die an den Roboterfräsanlagen auftretenden Ungenauigkeiten werden online während der Bearbeitung gemessen und direkt dort wo sie auftreten durch die Ausgleichsaktorik in Echtzeit kompensiert. Das Bauteil wird somit nicht wie beim Bearbeiten mit CNC-Maschinen fest auf einem Tisch verspannt. Der Roboter greift es und führt es während der Bearbeitung durch den Fräskopf. Für Handling und Bearbeitung ist damit nur eine Maschine erforderlich_|_ die Investitionskosten sinken, die Flexibilität steigt und außerdem lässt sich eine solche Roboterlösung gut innerhalb von vollautomatischen Produktionsstraßen einsetzen. Die Ausgleichskinematik, die einschließlich der Aktorik und Mechanik am Fraunhofer IPA in Stuttgart entwickelt wurde, basiert auf Piezoaktoren von Physik Instrumente (PI). Die Piezoaktoren arbeiten verschleiß- und reibungsfrei sowie ohne Schlupf. Außerdem können sie mit bis zu 10 g beschleunigt werden und eignen sich für die hohen Frequenzen, die beim Kompensieren der Ungenauigkeiten in der Roboterbahn erforderlich sind. Da Piezoaktoren prinzipbedingt nur mit kleinen Hüben arbeiten, wurden sie vom IPA mit Festkörpergelenken kombiniert. Auf diese Weise lassen sich in der beschriebenen Anwendung Wege bis zu 690 µm realisieren. Die Verfahrgenauigkeit der Kinematik in allen drei Achsen liegt dabei im Nanometerbereich. Die Festkörpergelenke zur Kraft- und Bewegungsübertragung arbeiten ebenfalls verschleißfrei und wartungsarm. Außerdem sind sie leichter, leiser, steifer, dynamischer und genauer als konventionelle Ausgleichsmechanismen.