Roboter gestützter Werkzeugbau für modellgetreue Oberflächen

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Hauptverfasser:	Groche, Peter 1961- (VerfasserIn), Sticht, Peter (VerfasserIn), Gehringer, Philipp (VerfasserIn), Weigold, Matthias 1977- (VerfasserIn), Bay, Stephan (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Hannover Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. 2022
Schriftenreihe:	EFB-Forschungsbericht Nr. 579
Schlagworte:	Werkzeugbau Industrieroboter Fräsen Automation Prozessautomation Werkzeug Ingenieurwissenschaft Maschinenbau Blechverarbeitung
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................................... 10 ABBILDUNGSVERZEICHNIS .......................................................................................................... 12 T ABELLENVERZEICHNIS .............................................................................................................. 17 ABKUERZUNGSVERZEICHNIS UND FORMELZEICHEN ......................................................................... 18 1. EINLEITUNG ...................................................................................................................... 21 2. STAND DER TECHNIK ......................................................................................................... 22 2.1. EINARBEITUNG VON PRESSWERKZEUGEN .................................................................... 22 2.2. ROBOTEREINSATZ ZUM SPANENDEN BEARBEITEN UND MASCHINELLEN OBERFLAECHENHAEMMERN .......................................................................................... 23 2.3. ZERSPANUNG MIT INDUSTRIEROBOTERN ...................................................................... 23 2.4. MASCHINELLES OBERFLAECHENHAEMMERN .................................................................. 26 2.5. NUMERISCHE SIMULATION ...................................................................................... 28 2.5.1. ALLGEMEINE GRUNDLAGEN ............................................................................ 28 2.5.2. FEM IN DER BLECHUMFORMUNG .................................................................... 30 2.6. TIEFZIEHEN UND TIEFZIEHWERKZEUG ...................................................................... 31 2.6.1. PRINZIP DES TIEFZIEHENS ............................................................................ 31 2.6.2. SPANNUNGSZUSTAND................................................................................... 32 3. FORSCHUNGSZIEL DES PROJEKTS ......................................................................................... 34 3.1. UEBERSICHT DER BEARBEITUNGSSCHRITTE...................................................................... 34 3.2. ARBEITSPAKET 1 - CHARAKTERISIERUNG UND MODALANALYSE ...................................... 36 3.3. ARBEITSPAKET 2 - FERTIGUNGSVORBEREITUNG..... ....................................................... 37 3.4. ARBEITSPAKET 3 - OPTIMIERUNG ZERSPANUNG UND FERTIGUNGSVORBEREITUNG ............... 38 3.5. ARBEITSPAKET 4 - AUTOMATISIERTER TRYOUT .............................................................. 38 3.6. ARBEITSPAKET 5 - UNTERSUCHUNG WERKZEUGVERHALTEN ............................................ 39 3.7. ARBEITSPAKET 6 - ERGEBNISUEBERTRAGUNG ................................................................ 40 3.8. ARBEITSDIAGRAMM ................................................................................................ 41 4. WERKSTOFFE .................................................................................................................... 42 4.1. WERKZEUGWERKSTOFF ............................................................................................. 42 4.2. DARSTELLUNG DER PROBEGEOMETRIEN ....................................................................... 42 4.3. BLECHWERKSTOFF FUER UMFORMVERSUCHE ................................................................... 43 5. VERSUCHSANLAGEN UND WERKZEUGE ................................................................................ 45 5.1. INDUSTRIEROBOTER .................................................................................................. 45 5.1.1. KUKA KR 300 R2500 ULTRA ...................................................................... 45 5.1.2. KENNGROESSEN............................................................................................. 46 5.1.3. KOORDINATENSYSTEME............................................................................... 47 5.1.4. ROBOTERANSTELLUNG ................................................................................... 49 5.2. PRESSE ................................................................................................................ 50 6. UMFRAGE ZUR OBERFLAECHENBEHANDLUNG VON WERKZEUGEN IN DER BLECHUMFORMUNG ......... 51 7. MODALANALYSE ROBOTERSYSTEM ...................................................................................... 52 7.1. EIGENFREQUENZEN BEI AENDERUNG DER X-POSITION .................................................... 54 7.2. EIGENFREQUENZEN BEI AENDERUNG DER Y-POSITION .................................................... 58 7.3. EIGENFREQUENZEN BEI AENDERUNG DES ANSTELLWINKELS ............................................. 59 7.4. EIGENFORMEN......................................................................................................... 60 7.5. FAZIT ..................................................................................................................... 65 8. WERKZEUGKONSTRUKTION/SIMULATION ............................................................................... 66 8.1. KONSTRUKTION DES UMFORMWERKZEUGS ................................................................... 66 8.1.1. ANFORDERUNGSLISTE ...................................................................................... 66 8.1.2. GESAMTWERKZEUG ...................................................................................... 68 8.1.3. KONSTRUKTION DER AM UMFORMPROZESS BETEILIGTEN KOMPONENTEN .............. 70 8.2. SIMULATION DER BLECHUMFORMUNG .......................................................................... 72 8.2.1. PROBEGEOMETRIEN ...................................................................................... 72 8.2.2. UMFORMWERKZEUG...................................................................................... 77 9. PROZESSOPTIMIERUNG INDUSTRIEROBOTER ........................................................................... 81 9.1. ARBEITSRAUMUNTERSUCHUNG .................................................................................... 81 9.2. ABHAENGIGKEIT VON DER BEARBEITUNGSRICHTUNG ........................................................ 83 9.3. BESTIMMUNG DER QUERZUSTELLUNG .......................................................................... 84 10. BAHNPLANUNG UND ANALYSE HAEMMERN .......................................................................... 87 11. BAHNPLANUNG UND ANALYSE FRAESEN ............................................................................... 91 11.1. ERGEBNISSE DER PROBEGEOMETRIE EBEN ................................................................. 91 11.2. ERGEBNISSE DER PROBEGEOMETRIE RUNDUNG ........................................................... 93 11.2.1. STEMPEL .................................................................................................... 93 11.2.2. MATRIZE ...................................................................................................... 93 11.3. ERGEBNISSE DER PROBEGEOMETRIE KUGEL ................................................................ 94 11.3.1. STEMPEL .................................................................................................... 95 11.3.2. MATRIZE ...................................................................................................... 95 11.4. BEWERTUNG DER ERGEBNISSE ................................................................................... 96 12. TUSCHIEREN UND DATENABGLEICH ................................................................................... 97 13. DIGITALISIERUNG UND RUECKFUEHRUNG DER BEARBEITUNGSDATEN ............................................ 99 13.1. MEHRSTUFIGE FRAESBEARBEITUNG ............................................................................. 100 13.2. KOMPENSATIONSSTRATEGIE .................................................................................... 101 13.3. BAHNPLANUNGSANALYSE ........................................................................................ 102 13.3.1. PROBEKOERPER ............................................................................................ 102 13.3.2. FRAESPARAMETER ........................................................................................ 102 13.3.3. KOMBINATION RADIALER UND PARALLELER SCHNITTE .......................................... 103 13.3.4. PARALLELE SCHNITTE ZUR VERMEIDUNG VON ACHSUMKEHR .............................. 105 13.3.5. DYNAMISCHE WERKZEUGANSTELLUNG .......................................................... 106 13.3.6. GEGENLAUFFRAESEN IM VERGLEICH ZUM GLEICHLAUFFRAESEN .............................. 107 14. BEARBEITUNG EINES REALWERKZEUGS ............................................................................. 110 14.1. PROZESSVORBEREITUNG .......................................................................................... 110 14.1.1. HALBZEUGE .............................................................................................. 111 14.1.2. WERKZEUGAUSWAHL .................................................................................. 111 14.1.3. FRAESPARAMETER ........................................................................................ 112 14.1.4. FRAESSTRATEGIE DER SCHRUPPBEARBEITUNG ................................................... 114 14.1.5. FRAESSTRATEGIE DER SCHLICHT UND HAEMMERPROZESSE ................................. 115 14.2. AUSFUEHRUNG ........................................................................................................ 115 14.2.1. NIEDERHALTER ............................................................................................ 116 14.2.2. MATRIZE .................................................................................................... 122 14.2.3. STEMPEL .................................................................................................. 129 14.3. AUSWERTUNG ........................................................................................................ 133 14.3.1. NIEDERHALTER ............................................................................................ 133 14.3.2. MATRIZE .................................................................................................... 134 14.3.3. STEMPEL .................................................................................................. 136 15. EINSATZ DER WERKZEUGE ............................................................................................... 138 15.1. VERSUCHSAUFBAU ................................................................................................. 138 15.2. PROZESSKRAEFTE ..................................................................................................... 139 15.3. OBERFLAECHENEIGENSCHAFTEN ................................................................................. 140 15.4. UMFORMERGEBNISSE ............................................................................................ 141 15.5. VERGLEICH DER BEARBEITUNGSSTRATEGIEN ................................................................ 144 16. ABGELEITETE HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN ........................................................................ 145 16.1. ZERSPANEN MIT INDUSTRIEROBOTERN........................................................................ 145 16.2. MASCHINELLES OBERFLAECHENHAEMMERN MIT INDUSTRIEROBOTERN................................. 145 17. ERGEBNISSE UND AUSBLICK ........................................................................................... 146 17.1. WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHER UND WIRTSCHAFTLICHER NUTZEN DER ERGEBNISSE FUER KMU .................................................................................................... 146 17.2. WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG DER ANGESTREBTEN FORSCHUNGSERGEBNISSE FUER KMU ................................................................................................................... 147 18. LITERATURVERZEICHNIS.................................................................................................... 150 19. ANHANG ...................................................................................................................... 155
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Roboter gestützter Werkzeugbau für modellgetreue Oberflächen

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