Automatica 2004: Ein flexibles Händchen

Lokalisation, Handhabung und In-Prozess-Qualitätsprüfung unbekannter Objekte meistert ein Handhabungssystem, das am Fraunhofer IPA entwickelt wurde. Es verringert die Umrüstzeiten beim Produktwechsel erheblich.

Umrüstzeiten sind Stillstandszeiten: Sie fallen bei der variantenreichen Serienfertigung stärker ins Gewicht als bei der Massenproduktion, verteuern kurzlebige Produkte mehr als solche mit langen Lebenszyklen und sie nehmen mit dem Grad der Komplexität eines Produkts in der Regel zu. Der Trend geht hin zu kürzeren Produktlebenszyklen, mehr Varianten und immer komplexeren Produkten. Wer in diesem Wettlauf mithalten will, braucht flexible und intelligente Maschinen und Anlagen, die sich schnell auf neue Aufgaben einstellen. Ein zentraler und oft zeitraubender Punkt bei jedem Umrüsten auf das momentan zu produzierende Produkt ist die Werkstückhandhabung. Wesentliche Komponenten eines anpassungsfähigen, robotergestützten Handhabungssytems sind eine leistungsstarke externe Sensorik zur Objekterkennung und -lokalisierung, eine flexible Greiftechnik für unterschiedliche Werkstückgeometrien sowie eine angepasste Steuerungstechnik. Zusätzliche Sensoren, die Objekteigenschaften wie Größe, Gewicht, Reinheit etc. erfassen, überwachen den laufenden Prozess. Auf der Automatica 2004 in München (Halle A2, Stand 429) stellt das Fraunhofer IPA ein solches System vor.

Kernstücke des am Fraunhofer IPA entwickelten Handhabungssystems sind ein Modul zur Sensordatenverarbeitung und ein flexibler, intelligenter Greifer. Das Modul zur Sensordatenverarbeitung lokalisiert auch an vorher unbekannten Objekten Regel- und Regelteilgeometrien wie Zylinder, Kugel oder Quader. Mit diesen Informationen passt sich der Greifer an die erkannte Objektgeometrie an und ermöglicht so eine sichere Handhabung des Werkstücks. Ausgangsdaten für die Lokalisation sind Punktwolken, wie sie beispielsweise ein 3-D-Laserscanner liefert. Da im industriellen Umfeld ein Großteil der Objekte aus einer Kombination regelgeometrischer Elemente aufgebaut ist, kann das System an eine Vielzahl von Werkstücken angepasst werden: Bearbeitete und unbearbeitete Gussteile gehören ebenso dazu wie Blech- und Kunststoffteile oder größere Teile aus anderen Materialien. „Vor allem bei einer großen Variantenvielfalt in der Produktion kann das System die Stillstandzeiten durch Umrüstvorgänge deutlich reduzieren“, betont Thomas Ledermann vom Fraunhofer IPA. Ebenfalls Zeit spart eine integrierte Prozessüberwachung während der Werkstückhandhabung. „Integraler Bestandteil unseres Systems ist deshalb auch ein Sensor zur Analyse von Oberflächenbelegungen, der eine In-Prozess-Qualitätssicherung ermöglicht“, berichtet Ledermann.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Dr.-Ing. Thomas Dunker
Telefon: +49(0)711/970-1861,
E-Mail: thomas.dunker@ipa.fraunhofer.de

Dipl.-Math. techn. Thomas Ledermann
Telefon: +49(0)711/970-1383,
E-Mail: thomas.ledermann@ipa.fraunhofer.de