Multidisziplinäre Entwicklung eines robotergeführten Schwingungskompensators/Multidisciplinary Development of a Robot-guided Vibration Compensator
Die gängigen Systeme zur spanenden Bearbeitung von groß-volumigen Bauteilen aus Faserkunststoffverbunden (FKV) basieren auf mehrachsigen Portalfräsanlagen. Eine kosten- und energieeffiziente Alternative bietet der Einsatz von In- dustrierobotern. Aufgrund der geringen Steifigkeit gängiger Roboter in Kombination mit den hochvariablen Schnittkräften bei der Bearbeitung von inhomogenen FKV, kann eine für Industriestandards hinreichende Bearbeitungsqualität bisher jedoch nicht erreicht werden. In diesem Artikel wird die Entwicklung eines adaptiven, modularen Schwingungskompensators zur Reduktion prozessbedingter Schwingungen vorgestellt. Dazu wurde eine iterative Simulationsprozedur durch Kopplung von rechnergestützem Design-, Finite-Elemente- und Mehr-körper-Modell angewendet und experimentell validiert. The common systems for the machining of large-volume fibre-reinforced plastic (FRP) components are based on multiaxis portal milling machines. Cost and energy efficient alternative is the use of industrial robots. Due to the lower stiffness of common industrial robots combined with the large variability of cutting forces during processing of inhomogeneous FRPs, a satisfactory machining quality could not been achieved. This paper presents a comprehensive development of a modular self-adapting vibration compensator used for the reduction of milling process-born vibrations. Herein, an iterative simulation procedure using coupled Computer-Aided Design, Finite-Element and multibody models was applied and experimentally validated.