Gewichtsoptimierte Gestaltung der Vorrichtungsrahmen

Für eine exakte Geometrie der Baugruppen kommen häufig - insbesondere in der Automobilproduktion - sogenannte Vorrichtungen oder Vorrichtungsrahmen zum Einsatz. Diese gewährleisteten eine wiederholgenaue Positionierung der zu fügenden Bauteile zueinander. Eine wiederholgenaue und exakte Bauteilpositionierung hat wesentlichen Einfluss auf den Ausschussanteil eines Füge- bzw. Montageprozesses und trägt somit zur Steigerung der Ressourceneffizienz bei. Darüber hinaus führt eine gewichtsoptimierte Gestaltung der Vorrichtungsrahmen dazu, dass diese material- und energieeffizient eingesetzt werden. Das niedrige Gewicht und die daraus resultierende geringere zu beschleunigende Masse führen zu einer abnehmenden Belastung der Roboterachsen, was die Auswahl eines kleineren Robotertypens, der weniger Energie verbraucht, ermöglichen kann. Im Rahmen der Innovationsallianz „Green Carbody Technologies“ (InnoCaT) konnte ein solcher sogenannter negativer Schneeballeffekt für einen in der Praxis verwendeten Vorrichtungsrahmen erreicht werden. Mit Hilfe einer Topologieoptimierung und einer nachfolgenden gießtechnischen Betrachtung und Optimierung für die betroffenen Teilsysteme konnte eine Gewichtseinsparung von bis zu 37 % erzielt werden. Durch diese Gewichtsreduzierung des Betriebsmittels konnte der entsprechende Roboter um eine Klasse kleiner ausgelegt und eine Energieeinsparung am Roboter von bis zu 10 % realisiert werden. In Anbetracht dieses Erfolgs sollen weitere Vorrichtungsrahmen und Baugruppen der Karosseriebaulinie einer gewichtsoptimierten Gestaltung unterzogen werden. Ziel ist, dass in Summe eine signifikante Energieeinsparung durch den Einsatz von Robotertypen, die weniger Antriebsenergie benötigen, realisiert wird.