Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Steuerungskonzept ermöglicht die Kombination von Industrieroboter und mobilem Laserscanner

31.05.2011
Wissenschaftler der Hochschule Aschaffenburg haben gemeinsam mit den Projektpartnern Reis Robotics, Obernburg und RAYLASE AG, Weßling eine entscheidende Verbesserung im Bereich der Lasermaterialbearbeitung entwickelt.

Im Forschungsprojekt LARISSA wurden neuartige Steuerungskonzepte entwickelt, welche die Kombination und Koordination von Roboter und mobilem Laserscanner erlauben: Wo der Roboterarm an seine bewegungsdynamischen Grenzen stößt, wird nun die extrem hohe Beweglichkeit des Lasers genutzt. So lassen sich bei der Lasermaterialbearbeitung mit Industrierobotern deutlich höhere Geschwindigkeiten und eine verbesserte Genauigkeit erzielen.

Die robotergeführte Lasermaterialbearbeitung hat sich in vielen Bereichen der Industrie etabliert. Sie ermöglicht das detailgenaue Schneiden, Markieren und Schweißen von Werkstücken unterschiedlichster Materialien.

Mit der Entwicklung von immer leistungsfähigeren Laserstrahlquellen wird die erzielbare Geschwindigkeit bei der robotergeführten Lasermaterialbearbeitung zunehmend durch die mechanische Trägheit des Roboters begrenzt. Insbesondere bei abrupten Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen kann die von modernen Laserquellen zur Verfügung gestellte Leistung oftmals nicht vollständig ausgeschöpft werden, da die Dynamik des Robotersystems nicht ausreicht um den Laserstrahl mit der entsprechenden Geschwindigkeit über das zu bearbeitende Werkstück zu bewegen.

Ziel des auf zweieinhalb Jahre angelegten Forschungsprojekts LARISSA (Kurzform für: "LaserRobotik - Integration von Scan- und Fokussiereinheiten als hochdynamische System Achsen) war daher die Entwicklung und Erprobung neuartiger Steuerungs- und Regelungskonzepte, welche die Dynamik eines beweglichen Laserscanners (Strahlumlenkeinheit) mit dem großen Arbeitsraum eines Industrieroboters kombinieren. Bei dem nun entwickelten System wird der Laserstrahl durch eine vom Roboterarm mitgeführte Scannereinheit gezielt so abgelenkt, dass der Roboter nur relativ langsame und glatte Bewegungen ausführen muss und der Laserpunkt – trotzdem schnell und präzise der vorgegebenen Bearbeitungskontur folgt. So lassen sich bei der Lasermaterialbearbeitung mit Industrierobotern deutlich höhere Geschwindigkeiten erzielen, ohne das Abstriche bei der Genauigkeit hingenommen werden müssten.

Bei der Abschlusspräsentation zeigten die Projektpartner ihre Entwicklung an einem Praxisbeispiel. Das Werkstück – ein Teil der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes - wurde zunächst in konventioneller Art bearbeitet: 45 Sekunden braucht der massige Industrieroboter für das Abfahren der Schweißnaht. Deutlich schneller geschieht dies unter Einsatz des neuen Steuerungskonzeptes. Dabei werden kleinere Bewegungsabläufe und Richtungsänderungen nicht mehr vom Roboterarm ausgeführt, sondern direkt vom hochdynamischen Laserscanner übernommen. Die Bewegungsaufteilung und –koordination zwischen Roboter und Laser übernehmen dabei die im Projekt entwickelten Steuerungsalgorithmen. Die zuvor gezeigte Bearbeitungsaufgabe ist mit dem neu entwickelten Steuerungskonzept nun schon nach 15 Sekunden abgeschlossen – "und dies sogar mit einer besseren Bearbeitungsgenauigkeit", betont Markus Lotz, M. Eng., der als Wissenschaftlicher Mitarbeiter zum Projektteam der Hochschule gehört, nach der Vorführung.

Professor Bruhm freut sich über den erfolgreichen Projektabschluss und betont neben der Bedeutung von Forschungsprojekten für die industrielle Anwendung auch den Beitrag angewandter Forschung für die Ausbildung von Studierenden. „Bachelor- und Masterstudenten können so an aktuellen Fragestellungen der Technik mitwirken und profitieren von einem praxisorientierten wissenschaftlichen Umfeld.“ Die Bedeutung von Forschungskooperation hebt auch Professor Czinki nochmals hervor: "Der Technologietransfer findet nicht nur direkt statt, sondern auch indirekt durch die Ausbildung von besonders qualifiziertem Ingenieurnachwuchs." Auch Dr.-Ing. Eberhard Kroth, Geschäftsführer bei Reis Robotics lobt die Zusammenarbeit der Projektpartner und sieht gute Chancen für die Vermarktung des neuen Steuerungskonzepts. Die freie Programmierbarkeit ist ein weiterer Vorteil des neuen Systems: „Damit lassen sich auch sehr individuelle Lösungen realisieren“, so Kroth. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten erläutert Erwin Wagner, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Raylase AG: "Der Laserscanner als Werkzeug für Industrieroboter kann beispielsweise in der Automobilindustrie und bei der Fertigung von Photovoltaik-Modulen eine wichtige Rolle spielen."

Das Forschungsprojekt wurde von der Bayerischen Forschungsstiftung mit 450.000 € gefördert. Von den Fördermitteln flossen 200.000 € an die Hochschule Aschaffenburg, welche die Projektleitung innehatte und die auf einem Patent der Hochschule beruhenden grundlegenden Steuerungsalgorithmen auf einem sogenannten Rapid Control Prototyping System implementierte und erprobte. Bei der RAYLASE AG wurde der Prototyp eines neuen Scanners für den Einsatz an Robotern entwickelt. Reis Robotics spezifizierte die Anforderungen an das zu entwickelnde Gesamtsystem, konzipierte und integrierte eigene Varianten der Steuerungsalgorithmen in die Robotersteuerung und übernahm die anwendungsnahe Erprobung. Dort ist das Thema mit dem Projektende noch lange nicht "abgehakt": Die Fa. Reis Robotics arbeitet nun an der serientauglichen Umsetzung des entwickelten Konzeptes in ihrer industriellen Robotersteuerung.

Simone Herzog | idw
Weitere Informationen:
http://www.h-ab.de/index.php?id=Larissa

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Das Auto lernt vorauszudenken
28.06.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Stresstest über den Wolken
21.06.2017 | Hochschule Osnabrück

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Umfangreiche Fördermaßnahmen für Forschung an Chromatin, Nebenniere und Krebstherapie

28.06.2017 | Förderungen Preise

Immunabwehr: Wie Proteine Membranbläschen zusammenbringen

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das Auto lernt vorauszudenken

28.06.2017 | Maschinenbau