Roboterbasiertes inkrementelles Blechumformen

In den letzten Jahren stieg der Bedarf neuer Blechumformverfahren für die Prototypen- und Kleinserienproduktion an. Der Grund liegt darin, dass es einen hohen Zeitbedarf, hohe Zeit- sowie Auslegungs- und Produktionskosten braucht, um komplexe Werkzeuge zu entwickeln. Mit der Entwicklung der Mikroelektronik in den achtziger Jahren wurde die NC-Steuerung für Umformprozesse wie das „Drücken“ und „Drückwalzen“ eingesetzt. Die NC-Steuerung ermöglicht komplexe Bewegungen und Bewegungsabläufe von Werkzeugen. Aus dem ursprünglichen Umformprinzip des Drückwalzens wurde im Jahre 1993 von Matsubara das „Incremental backward bulge forming“ mittels einer modifizierten Fräsmaschine abgeleitet. Durch dieses Verfahren lassen sich asymmetrische Bauteile durch komplexe kinematische Bewegungen von einfachen und werkstückgeometrieunabhängigen Werkzeugen herstellen. Die Formgebung entsteht sukzessiv in kleinen Teilen des Werkstücks. Das neue inkrementelle Blechumformverfahren stieß bei vielen Forschern auf großes Interesse und wurde daher eingehend untersucht und weiterentwickelt. Zurzeit wird das asymmetrische inkrementelle Umformverfahren den beiden Gruppen „two point incremental forming (TPIF)“ und „single point incremental forming (SPIF)“ zugeordnet. In der vorliegenden Arbeit wird ein neues roboterbasiertes inkrementelles Blechumformverfahren vorgestellt. Ziel der Arbeit ist es, die Entwicklung des neuen Blechumformverfahrens sowie die derzeitigen Möglichkeiten und Einsatzgrenzen vorzustellen. Hierzu werden im ersten Schritt theoretische Grundlagen aufgezeigt und daraus die systematische Synthese für das roboterbasierte Blechumformverfahren abgeleitet. Unter der Betrachtung der Einflussparameter auf das Verfahren werden Werkzeuge ausgelegt und Umformstrategien für das roboterbasierte Blechumformverfahren analysiert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Generierung der Roboterbahndaten aus CAD-Modellen für das Blechumformverfahren.