Motek 2013: Sensorgeführte Montage mit flexiblem Leichtbau-Robotersystem

Wissenschaftler des Fraunhofer IPA stellen auf der Messe einen sensorgeführten Fügeprozess mit einem Leichtbau-Roboter vor. Ziel ist es, die Flexibilität und Wirtschaftlichkeit in der Montage zu erhöhen, indem teilespezifische Vorrichtungen durch Sensorik ersetzt werden.

Sensoren ersetzen teilespezifische und teure Vorrichtungen: Aufgrund des steigenden Kostendrucks in der Produktion, kurzer Produktlebenszyklen und einer hohen Vielfalt an Produktvarianten sind flexible und kosteneffiziente Montagesysteme gefragt, die sich nach Bedarf schnell anpassen lassen.

Wissenschaftler des Fraunhofer IPA haben einen sensorgeführten Montageprozess entwickelt, der es ermöglicht, Werkstücke flexibel zu positionieren. Rapid-Prototyping-Werkzeuge sorgen darüber hinaus für eine schnelle Anpassung von Werkzeugen an werkstückspezifische Geometrien.

»Mit diesem Exponat wollen wir zeigen, dass sensorgeführte Roboter mit den derzeitigen Bedingungen an manuellen Montagearbeitsplätzen, wie z. B. ungenau positionierten Teilen, zurechtkommen können«, sagt Martin Naumann, Gruppenleiter in der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme am Fraunhofer IPA. »Da Vorrichtungen durch Sensorik ersetzt werden, bieten wir Flexibilität zu niedrigen Kosten«, so Naumann.

Exponat auf Messe

Auf dem Messestand des Fraunhofer IPA wird die sensorgeführte Montage in einer Roboterzelle mit dem KUKA LBR iiwa vorgeführt. »Die Zelle zeigt beispielhaft das Aufschrauben einer Kupplung auf die Kurbelwelle einer Motorsäge. Die zugrunde liegenden Konzepte können aber auch auf viele andere Produkte und Montageprozesse übertragen werden. Wir sind sehr daran interessiert, die gezeigte Lösung auf neue Anwendungen zu übertragen«, erklärt Naumann. Die zu montierenden Kupplungen werden ohne gesonderte Vorrichtung im Arbeitsbereich des Roboters bereit gelegt. Da bei lokalisiert der Roboter die Kupplungen grob mit Hilfe einer über dem Roboter montierten Kinect-Kamera, fährt die ermittelte Position an und lokalisiert die exakte Position der Kupplung schließlich anhand einer in das Roboterwerkzeug integrierten Stereokamera. Die Lokalisierung der Montageposition der Kupplung auf der Kurbel welle erfolgt in gleicher Weise, sodass auch der Motorblock flexibel im Arbeitsraum positioniert werden kann. Das Auffädeln und Aufdrehen der Kupplung auf die Kurbel welle erfolgt kraftgeregelt. Somit ist es möglich, Fehlersituationen während des Aufdrehens, z. B. ein Verkanten, zu erkennen und direkt zu beheben.

Messe Motek | 7. bis 10. Oktober 2013
Landesmesse Stuttgart | Halle 7 | Stand 7118