Mit dem Roboter schnell zum CFK-Gelege

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Treston Deutschland GmbH

COSCOM Computer GmbH

Siemens AG

Präziser Schnittverlaufwird in Mikrosekunden gesteuert

Die Transformation in die Roboterkinematik übernehmen Compilezyklen, die auch alle prozesstechnologischen Funktionen umsetzen. Diese Compilezyklen berücksichtigen zum Beispiel die zusätzlichen Freiheitsgrade bei der Bahnführung eines Verlegekopfs. Anders als beim Fünf-Achs-Fräsen mit rotierendem Werkzeug muss die Ablegerolle nicht nur zur Flächennormalen, sondern auch genau in Bahnrichtung ausgerichtet werden.

Dabei ist der Antrieb zur Materialförderung im Ablegekopf für spannungsfreies Ablegen sowohl weggesteuert als auch momentenüberwacht. Weitere NC-Achsen des Synchronverbundes sind die Abwickler im Prepreg-Magazin sowie die Aufwickler für die von den Prepregs abgezogene Schutzfolie.

Am Bahnende oder an Werkstückausschnitten sorgen die Compilezyklen für eine mikrosekundengenaue Steuerung der schnellen Ein-/Ausgabesignale für das Klemmen, Schneiden und Fördern der Faserstränge im Modus „on the fly“. Die Signale werden von Timern geschaltet, die mit der CNC synchronisiert sind – unabhängig vom Takt der Kommunikation und dabei hochpräzise.

Maximal 32 unabhängige Faserstränge (Tows) können so gleichzeitig behandelt werden – genug Spielraum für die höchstens 16 Tows, die die Grofi-Ablegeköpfe schaffen. Die CNC regelt auch die Heizung, die das Prepreg-Material für verbesserte Hafteigenschaften aufwärmt. Ebenso wird die „Compaction Force“, die Kraft, mit der die Kompaktierungsrolle das Prepreg für flächige Haftung auf das Formwerkzeug drückt, von der CNC geregelt.

Bei einem einwandfreien Fasergelege liegen Tapes beziehungsweise Tows kantendicht nebeneinander und zwar ohne jegliche Überlappung. Das präzise Abfahren der programmierten Bahn reicht für eine hochgenaue Materialablage meist nicht aus. Neben den geringeren Genauigkeiten der Roboter im Vergleich zu Gantry- und Portalanlagen, wie sie in aktuellen Tapelaying- und Fiberplacement-Anlagen eingesetzt werden, müssen auch Ungenauigkeiten aus den geometrischen Materialtoleranzen und Drapierabweichungen berücksichtigt werden. Darum wird die programmierte Ablegebahn an den realen Faserverlauf der angrenzenden Bahn angeglichen.

Geschütztes Know-how für die Bahnkantenkorrektur

Diese Aufgabe übernimmt eine sensorgeführte Bahnkantenkorrektur der Chemnitzer Firma ibs automation GmbH, die dabei auch die offene Struktur der Sinumerik-CNC nutzt. Das Verfahren wurde ursprünglich für das Laserschweißen entwickelt. In den Grofi-Robotern sorgt es nun für kantendichte Gelege. Auch die komplexen Algorithmen dieser Bahnkantenkorrektur liegen als Compilezyklen vor.

(ID:42236761)