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 rollFEED® Turning auf EMAG Maschinen: Tempomacher für die Drehbearbeitung
17.10.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Schuler-MSC2000-Dual-Servopresse am Fraunhofer IPT für Werkzeugtests und Entwicklungsprojekte
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mobilität 4.0: Konferenz an der Jacobs University

18.10.2017 | Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

18.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben

18.10.2017 | Messenachrichten

»ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik