Serielle Roboterkinematik für die spanende Bearbeitung

Für die Zerspanung mit geringeren Anforderungen hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit und des Materialabtrags sind konventionelle Werkzeugmaschinen aufgrund der hohen Investitionskosten nicht wirtschaftlich. Hierfür bieten Industrieroboter eine vielversprechende Alternative. Bei geringen Kosten decken diese einen großen Arbeitsraum ab und bieten eine hohe Flexibilität. Konstruktionsbedingt weisen Roboter für die spanende Bearbeitung keine ausreichende Genauigkeit und eine zu geringe Steifigkeit auf. Um diese Schwächen zu beheben, sind konstruktive Maßnahmen erforderlich. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Maßnahmen hinsichtlich ihres Potenzials in einem Zerspanungsroboter bewertet. Messungen bestätigen hierbei den Erfolg der umgesetzten Maßnahmen. So konnte die Steifigkeit gegenüber einem Industrieroboter fast verzehnfacht werden. Der Prototyp besitzt eine Pose-Wiederholgenauigkeit von 5μm bis 8 μm und eine mindestens sechsfach bessere Absolutgenauigkeit von 50 μm im Vergleich zu hoch genauen, geometrisch kalibrierten Vertikal-Knickarmrobotern.