Roboterzerspanung

Die Wertschöpfung am Produkt mithilfe spanender Fertigungsverfahren ist für das produzierende Gewerbe von elementarer Bedeutung. Angesichts kürzerer Produktlebenszyklen, steigender Produktvarianz und sinkender Stückzahlen gewinnt die Fertigungsflexibilität in der Produktion jedoch zunehmend an Bedeutung. Hier stellen Industrieroboter als Führungskinematik für Zerspanaufgaben ein enormes Potenzial dar. Die mit bis zu sechs Achsen ausgestatteten Vertikal-Knickarmroboter weisen im Vergleich zu Werkzeugmaschinen ein besseres Arbeits- zu Bauraum-Verhältnis bei geringeren Investitionskosten auf. Zudem werden die für die Zerspanung relevanten Leistungskenngrößen der Roboter wie Geschwindigkeit, Wiederholgenauigkeit, Absolutgenauigkeit, Handhabungsgewicht und Steifigkeit kontinuierlich verbessert. Der größte Vorteil der Roboterbearbeitung gegenüber konventionellen Werkzeugmaschinen liegt in der hohen Flexibilität und der Möglichkeit der Verfahrensintegration (z.B. Bearbeitung, Handling, Montage). Dadurch lassen sich komplexe Werkstückgeometrien ohne Umspannen vollautomatisiert bearbeiten und die Kosten in der Zerspanung deutlich senken.

Um den zunehmenden Einsatz von Industrierobotern im zerspanenden Gewerbe voranzutreiben, untersucht das Fraunhofer IPA im Bereich »Bearbeitungstechnologien« den robotergestützten Zerspanprozess. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist es, das Schwingungs- und Abdrängungsverhalten von Robotern zu verbessern und damit die Bearbeitungsqualität und –genauigkeit zu steigern.