Hintergrund

Ein Portalroboter führt Bewegungen mit hohen Lasten und Beschleunigungen aus. Ein vorhandenes Gestell zeigt elastische Verformungen und Schwingungen, die Taktzeit und Positioniergenauigkeit des Roboters begrenzen.

Ziele

• Erhöhung der Gestellsteifigkeit / geringe Gestellschwingungen
• Geringe Gestellkosten (Teileanzahl)
• Große Zugangsflächen

Weg

• Simulation der Gestellbelastung durch die Roboterbewegung
• Simulation der Gestellverformung unter Last
• Ermittlung der Belastung einzelner Gestellteile für verschiedene Handhabungsaufgaben und Betriebszustände
• Analyse des Schwingungsverhaltens des Gestells (rechnerische Modalanalyse)
• Analyse verschiedener Konstruktionsvarianten
• Optimierung der Gestellstruktur einer Variante

Ergebnis

• Optimierte Gestellstruktur
• Hohe Gestellsteifigkeit gegen statische und dynamische Belastungen
• Reduzierte Gestellkosten infolge verringerter Teileanzahl
• Hinweise zur schwingungsoptimalen Achsensteuerung

Nutzen

• Wettbewerbsvorteil durch höhere Taktzeiten / schnellere Greiferpositionierung
• Reduzierung von Entwicklungszeit und -kosten durch Verringerung des Versuchsaufwandes
• Fundierte Faktenbasis für Entwicklungsentscheidungen

Handhabungszelle mit Gestellkräften (rote Pfeile) während Roboterbewegung

Greiferschwingung und Belastung eines Gestellteils während einer Positionierbewegung

Eine der Schwingungseigenformen des Gestells (Ergebnis einer rechnerischen Modalanalyse; Verformungen stark vergrößert)