Aktive Verformung flexibler Bauteile

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Objekt-integrative Handhabungssysteme ermöglichen die Gestaltung leichter und weniger komplexe Roboterarme im Vergleich zu StandardIndustrieroboter. Dieser Vorteil in Gewicht und Kosten wird für die Handhabung und Montage von großen oder wenig steifen Bauteilen besonders wichtig. Im Montageprozess müssen Toleranzen und Verformungen kompensiert werden. Dazu kann das Bauteil mit kooperierenden Robotern im aktiv verformt werden. Eine beispielhafter Montageprozess wurde untersucht und realisiert um das Konzept zu validieren: Ein flaches, rechteckiges Blech wird durch vier Arme des PARAGRIP Handhabungssystems gegriffen und angehoben. Es wird dann in eine vorgegebene Kontur verformt und zu einem Montagestand transportiert. Schließlich wird die Komponente unter Nutzung der natürlichen Rückverformung des Bauteils montiert, bis ein Formschluß in dem Montagestand erreicht ist. Dabei werden Roboterarme mit Freiheitsgrad 3 verwendet, so dass für die Verformung nur Kräfte und keine Momente aufgebracht werden, was die Komplexität des Roboters reduziert, gleichzeitig jedoch den Steuerungsaufwand erhöht.

 

 


Forschungshypothese

Toleranzen flexibler Bauteile können durch die Verformung mit einem Mehrarmrobotersystem vorrichtungslos ausgeglichen werden.


Ziel

Implementierung eines beispielhaften Montageprozesses von flexiblen Schalen-Bauteilen.


Methodik

FEM Simulation des Schalenverhaltens mit Festlegung der veränderlichen Bindungsbedingungen beim Greifprozess
Kombinatorische Untersuchung möglicher Verformungsvorgänge
Simulative Bahnplanung mit Berücksichtigung wirkender Kräfte und Spannungen (quasi statischeAnalyse)
Analytische Betrachtung der Schalenverformung

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Ergebnisse

  • Algorithmus zur Bahnplanung mit Abaqus-Unterstützung
  • Einfaches Black-Box Modell zur Modellierung des Schalenverhaltens
  • Analysetool zur Bewertung des Black-Box-Modells

 

KONTAKT


Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik

RWTH Aachen

Eilfschornsteinstraße 18

52062 Aachen

 

Tel.: +49 (0)241 80 95546

Fax:  +49 (0)241 80 92263

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