Entwicklung und Konstruktion eines MMI-Endeffektors zur automatisierten Lagenpaketerstellung thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein MMI-Endeffektor zur Lagenpaketerstellung entwickelt und konstruiert. Die Erstellung eines Lagenpaketes ist nach der Herstellung von Prepreg-Materialien der erste Schritt in der Wertschöpfungskette von Faserverbund-Bauteilen. Der Aufbau des Lagenpaketes ist Ziel des Prozesses für den der Greifer entwickelt wurde. Als Verbindungstechnologie kommt das Ultraschall-Heften zum Einsatz, auch diese Funktion ist in den Greifer integriert. Um den Prozess sicher auszugestalten wurde die dafür benötigte Peripherie konstruiert und gefertigt. So wurde für die Erstlagenfixierung eine Vakuumplatte entworfen und gefertigt. Die Lagenzufuhr wurde über ein Magazin gelöst, welches die Lagen dem Prozess positioniert zuführt. Die Reichweite- und Kollisionsuntersuchungen wurden vor dem Aufbau der Roboterzelle mittels Simulationen geprüft. Um den Prozess flexibel und leicht variierbar zu gestalten, wurde ein Robotersystem gewählt, welches impedanzgeregelt betrieben werden kann. So ließ sich der MMI-Gedanke im Prozess implementieren. Vor der Detaillierung wurden Voruntersuchungen zu Baugruppen durchgeführt, deren Ergebnisse die Lösungsfindung beeinflussten. Aufbauend auf diese Ergebnisse wurde das Konzept detailliert und die Konstruktion ausgearbeitet. Nach anschließender Fertigung und Montage von Greifer und Peripherie wurden validierende Versuche durchgeführt und ausgewertet. So wurde im Laufe dieser Bachelorarbeit ein funktionsfähiges System zur automatisierten Lagenpaketerstellung erarbeitet.