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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.

Die Form- und Maßhaltigkeit inkrementell umgeformter Blechbauteile wird wesentlich durch die Nachgiebigkeit der beteiligten Maschinenstrukturen sowie die Rückfederung des Blechbauteils beeinflusst.在机器人基础上的冲压成形，在机器人的工作过程中，一个德国的机器人已经被用于冲压成形机械，因此，从预加工厂的工作轨道上的Abweichungen没有被用于冲压成形。由于这一巨大的风险，研究者们已经开始了一年的研究，采用了定量的方法来预测预测未来的发展趋势，并在研究过程中进行了相应的补偿。Die Simulation erfolgt in twei miteinander gekoppelten Teilschritten. Erster Schritt is die FEM-basicerte Berechnung der in der Umformung entstehenden Prozesskräfte，im zweiten Schritt韦尔韦尔登die aus den Prozesskräften resulting Abweichungen der nachgiebigen Roboter in einem MKS-Modell simuliert.该模型由实验室验证，并由Kopplung Konvergenz设计。在此，项目的第二阶段将自动化Prozess- Struktur-Modell实现韦尔登，这将使Teilmodelle zusammenführt和somit eine Vorhersage des realen Pfades ermöglicht。这是一个通过在线学习Teilmodelle的数值模拟的优化。在这个模型的基础上，开发了一个补偿模块，这个补偿模块是从设计工作中获得的。这样的铁路将由机器人操纵，并由Umformprozesses运行。但如果机器人能成功地完成任务，它将成为未来最大的机器人。如果你想知道几何学的最新进展，你必须在一个韦尔登中找到Blechbauteils的Rückfederung。这两个项目都是由一个工程师完成的。一个校正结果是基于正确的，因此将在模拟中使用标准的几何方法，并使用正确的几何方法。在项目结束时，采用了一个完整的模型，在数值模拟的基础上，设计了一个优化的机器人大尺寸和小尺寸的设计方案。