Einsatz von Industrierobotern für die Bohrbearbeitung an automobilen Strukturbauteilen unter Berücksichtigung des thermischen Verlagerungsverhaltens und der Prozessinteraktion

Zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, die in Hochlohnländern produzieren, wird auch in Zukunft die Anlagentechnik hinsichtlich der Fähigkeit, sich schnell auf neue Marktbedingungen zu geringen Investitions- und Betriebskosten anpassen zu können, eine zentrale Bedeutung haben. Diese Fähigkeit wird signifikant durch die Wahl und Gestaltung der einzelnen Produktionsmittel, der Fertigungsverfahren und der optimalen Verknüpfung in der Prozesskette beeinflusst. Hierbei besitzt die Automatisierungstechnik als Querschnittstechnologie eine Schlüsselrolle.

Roboter als zentrale Komponenten der Automatisierung haben sich als Standardmaschinen für eine Vielzahl von Anwendungen etabliert. Insbesondere in der automobilen Serienfertigung werden sie in großer Anzahl für Aufgaben in der Handhabung und des Fügens eingesetzt. Im Bereich der spanenden Bearbeitung haben bislang CNC Maschinen bewiesen, dass sie nahezu jede Herausforderung bewältigen können. Allerdings sind bei konventionellen CNC Maschinen die Arbeitsräume limitiert und die Investitionskosten hoch. Deshalb liegt es nahe, dass Industrieroboter auch als Bearbeitungsmaschinen für große Bauteile eingesetzt werden, da sie sich nicht nur durch eine größere Flexibilität, sondern auch durch eine höhere Kosteneffizienz auszeichnen. Aufgrund der im Vergleich zu CNC Maschinen geringen erreichbaren Grundgenauigkeiten und den größeren Abdrängungen, die aus den Bearbeitungskräften infolge der nachgiebigen Maschinenstruktur resultieren, werden Industrieroboter jedoch heutzutage nur für einfache spanende Arbeiten wie dem Entgraten, Gussputzen und Trennen eingesetzt.

Das vorliegende Buch befasst sich mit dem Einsatz von spanenden Robotersystemen zur Bohrbearbeitung von großen Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen in der automobilen Serienfertigung. Basierend auf den Ergebnissen der messtechnischen Analysen der Genauigkeitseinflüsse wird in dieser Arbeit eine Methode zur Sicherstellung der Prozesszuverlässigkeit durch die Minimierung der im Betrieb hervorgerufenen thermischen Verlagerungen von Industrierobotern in einer spanenden Serienfertigung entwickelt. Kombiniert mit der anschließenden Prozessauslegung für das Bohrverfahren zur Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit wird ein weiterer Schritt zur Einführung von Industrierobotern in die spanende automobile Serienfertigung erreicht.