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Präzise Stoßrichtung für Fräsapplikationen

Anlagenbeschreibung

Der Kunde verwendet einen ABB IRB 6400RF als Fräsroboter um Teile in einem Rapid Prototyping-Verfahren herzustellen. Die Werkstücke sind auf Werktischen eingespannt und werden vom Roboter bearbeitet. Der Roboter hat dafür als Werkzeug eine Frässpindel mit Fräser in einem HSK-Spannfutter. Der Fräser wird an einer Werkzeugwechselstation ausgetauscht.

Aufgabenstellung

Eine Anforderung des Kunden war es, vorgefertigte Bohrungen mit einem Fräser nachzubearbeiten. Dabei blieb ihm der Fräser regelmäßig in der Bohrung stecken, weil die Stoßrichtung des Fräsers aufgrund von Fertigungstoleranzen minimal von den theoretischen Werten abwich. Der Kunde behalf sich bisher immer damit, die Quaternionen der Tooldefinition in der dritten Nachkommastelle solange händisch zu verändern bis es einigermaßen passte.

Bei Fräsrobotern ist es immer ein Problem, eine sehr exakte Stossrichtung zu vermessen. Als Standardverfahren wird mit dem Roboter ein Fräskopfdummy in eine Bohrung am Werkstückträger eingefahren. Hieraus wird nun die Stoßrichtung anhand der Z-Komponente des Werkobjektes ermittelt. Die bei diesem Verfahren erzielbare Präzision war dem Kunden zu niedrig.

Umsetzung

Um die vom Kunden geforderte Präzision bei der Vermessung der Stoßrichtung zu erreichen wurden zwei hochgenau gefertigte Messstäbe mit HSK-Spannfutteraufnahme gefertigt. Diese werden nacheinander in das Spannfutter eingesetzt und vermessen.

Die Vermessung war auf den ersten Versuch deutlich präziser als alles was der Kunde zuvor erreicht hat. Es stellte sich heraus, dass der Fehler in der Stoßrichtung nur 22 Hundertstel Grad betrug. Diese Abweichung ist die Ursache für das Fressen des Fräsers in der Bohrung. Testweise wurde der Fräser in eine Testbohrung eingefahren und der Kunde konnte dort sein Werkzeug erstmals von Hand frei drehen, ohne das es verkantete.

Die Vermessung von Werkobjekten wurde mit base:in und vier Messstäben auf der Vorrichtung realisiert.

Nutzen für den Kunden

Durch den Einsatz eines LaserLAB und tool:in wurde die Stoßrichtung des Fräswerkzeugs innerhalb weniger Minuten mit hoher Präzision bestimmt. Ein manuelles Anpassen der Quaternionen gehört nun der Vergangenheit an.

Durch die präzise Kenntnis von Tool und Werkobjekt ist der Kunde nun in der Lage, Rapid Prototyping mit dem Fräsroboter zu realisieren.