Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"TankWash" in Betrieb: Vollautomatische Vermessung und Reinigung von Einsatzfahrzeugen

03.09.2003


Der Decont Jet 21 der Firma Alfred Kärcher GmbH & Co. im Reinigungseinsatz


Dass PKW, LKW mit Anhänger, Panzer und andere Sonderfahrzeuge in ihrem Konturverlauf exakt vermessen und anschließend konturgenau und kollisionsfrei mit Hilfe einer Robotersteuerung gereinigt werden können, hat das Fraunhofer IPA im Kundenauftrag der Firma Alfred Kärcher GmbH & Co. bewiesen. Technologisches Kernstück der Entwicklung bildet die IPA-eigene Robotersteuerung RTB sowie die neu entwickelte IPA-Software zur Konturvermessung mittels Laserscanner.


Nicht nur bei militärischen Einsätzen, mit ihren potenziell verheerenden Auswirkungen atomarer, biologischer und chemischer Waffen, sondern in zunehmendem Maße auch bei der Verschleppung von Krankheitserregern (Viren, Bakterien etc.) wie Maul- und Klauenseuche, Schweine- und Hühnerpest oder SARS können katastrophale Folgen entstehen. Um gegen diese Gefahren gerüstet zu sein, wurde von der Alfred Kärcher GmbH & Co. der Decont Jet 21, ein mobiles Dekontaminationssystem zum Entstrahlen, Entseuchen und Entgiften von PKW, LKW, Panzern und anderen Einsatzfahrzeugen entwickelt.

Neben der Hochdruckwasserreinigung und optionaler Dekontaminationsmitteleindüsung basiert der eigentliche Reinigungsprozess auf der Dekontamination mit Heißgas. Um die verseuchten Fahrzeugoberflächen zu reinigen und die Molekularstruktur von Bakterien zu zerstören, wird der bis zu 450 ºC heiße Abgasstrahl eines modifizierten Düsenjet-Triebwerks mit rund 10 000 PS Leistung eingesetzt. Das Triebwerk sitzt oben in dem vom Roboterarm geführten Dekontaminationsrahmen und wird bei den Überfahrten der einzelnen Reinigungsschritte über das zu reinigende stehende Fahrzeug mitbewegt. Der heiße Abgasstrahl wird innerhalb des Dekontaminationsrahmens in drei freipositionierbare Reinigungsbalken umgeleitet, die automatisch und konturgenau im gewünschten Abstand entlang der Fahrzeugoberfläche geführt werden und somit optimale Bedingungen für die Heißgasdekontamination sichern.


Kernstück der technologischen Innovation bildet die vom Fraunhofer IPA entwickelte Konturerfassung auf Basis zweier Laserscanner, die ebenfalls im Dekontaminationsrahmen oben links und rechts angebracht sind. Die Konturerfassung bietet die Möglichkeit, auch ungewöhnliche und unbekannte Fahrzeugkonturen, z. B. von Sondereinsatzfahrzeugen, vor der Reinigung exakt dreidimensional zu vermessen und daraus ein originalgetreues 3-D-Modell des Fahrzeugs zu erzeugen. Die 2-D-Laserscanner durchlaufen einen Messwinkel von 100° in 1/4°-Schritten und erreichen bei einer Frequenz von ca. 20 Scan-Profilen pro Sekunde eine Messgenauigkeit von ca. +/- 10 mm. Aus den so gemessenen 3-D-Modelldaten werden gemäß den Reinigungsschritten des ausgewählten Waschprogramms online die benötigten Bewegungsprogramme für den 9-achsigen Roboterarm generiert.

Die Bewegungsprogramme können direkt in die Robotersteuerung RTB eingespeist werden und dort unmittelbar zur Ausführung gebracht werden. Die Robotic Tool Box (RTB) ist eine vom Fraunhofer IPA für den industriellen Einsatz entwickelte und praxisbewährte modulare Robotersteuerung in C++, die sich innerhalb kürzester Zeit an die unterschiedlichsten Kinematiken (auch mit redundanten Achsen) und deren applikationsspezifische Besonderheiten anpassen lässt (Koordinatentransformation, Bahninterpolation, Sensorintegration, Bedienerschnittstelle etc.). "Aber ohne das hundertprozentige Engagement des IPA-Entwicklerteams mit seiner kontinuierlichen Präsenz vor Ort und die direkte und nahtlose Zusammenarbeit mit der Firma Alfred Kärcher GmbH & Co. wäre es nicht möglich gewesen, die Steuerung für den Decont Jet 21 erfolgreich aufzubauen und in nur drei Monaten in Betrieb zu nehmen" sagt IPA-Projektleiter Christoph Schaeffer stolz auf die erbrachte Leistung seines Projektteams.

Die mit der RTB realisierte Steuerung für den Decont Jet 21 hat zwei Hauptaufgaben: zum einen bei der Konturerfassung die sensorgestützte Führung des 3,5 t schweren Dekontaminationsrahmens über die Mittellinie des noch zu vermessenden, unbekannten Objekts, zum anderen die Abwicklung der anschließenden konturnahen Reinigungsfahrten über das Objekt unter Einhaltung der positions- und geschwindigkeitssynchronen Vorgaben für den TCP (Tool Center Point) und die drei Reinigungsbalken. Durch die dynamische Verstellung der Reinigungsbalken in Kombination mit der TCP-Regelung werden Breite und Höhe des Reinigungstores kontinuierlich verändert, um so im gewünschten Abstand dem Verlauf der Fahrzeugkontur zu folgen.

Der Decont Jet 21 verfügt über äußerst komplexe Steuer- und Regelungssysteme. Neben der Steuerung von Roboterarm und Dekontaminationsrahmen (inkl. Heißgasturbine, Reinigungsbalken, Hoch- und Niederdruckdüsen) gibt es weitere anzusteuernde und zu koordinierende Baugruppen wie z. B. Bediensysteme Krankabine, Aggregateträger (Kerosin-, Wasser- und Chemikalientank und -pumpen), Hydrauliksysteme (Kranachsenregelung und Hubstützen), die zentrale Energieversorgung und Überwachung (110 KW Dieselaggregat) sowie eine Vielzahl an Sensoren und Messwertaufnehmern. Allein die Heißgasturbine besitzt einen speziellen Steuerrechner, der über die verschiedensten Sensoren (Temperatur, Drehzahl, Druck, Drosselklappenstellung etc.) und diverse Aktoren (Kraftstoffzufuhr, Drosselklappe, Bypass etc.) das Triebwerk im jeweils optimalen Betriebszustand hält. Das kontrollierte Hoch- und Runterfahren des Triebwerks ist hierbei ebenso wichtig, wie die ständige Kontrolle und Dokumentation der wichtigsten Betriebsparameter.

Obwohl eine komplette Robotersteuerung einschließlich inverser Koordinatentransformation zum Einsatz kommt, ist die Bedienung des Decont Jet 21 nach außen als Kransteuerung gekapselt, d. h. ohne die kontinuierlich per Kippschalter erteilte Freigabe des verantwortlichen Maschinenführers in der Krankabine kommt der Roboterarm aus Sicherheitsgründen umgehend zum Stillstand. Zusätzlich, um Einfachheit und Bedienbarkeit auch mit Schutzausrüstung und Handschuhen zu gewährleisten, wird die komplette Kransteuerung lediglich mit einem einfachen Bedienhebel und fensterbasierter Menüführung am Flachbildschirm gesteuert, d. h. Tastatur und Bedienpult sind nicht erforderlich.

Selbst bei widrigen Witterungsverhältnissen ist der Decont Jet 21 einsatzbereit. Vom Fraunhofer IPA wurden spezielle Regenfilter für die Auswertesoftware entwickelt, die die bei starkem Regen verursachten Störmessungen herausfiltern und so dennoch durchführbare Messungen mit den Laserscannern ermöglichen.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Kai Pfeiffer, Telefon: 0711-970-1226, E-Mail: pfeiffer@ipa.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. Christoph Schaeffer, Telefon: 0711-970-1212, E-Mail: schaeffer@ipa.fraunhofer.de

Jörg-Dieter Walz | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht 3D-Bilder von Krebszellen im Körper: Medizinphysiker aus Halle stellen neues Verfahren vor
16.05.2018 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Innovatives Verfahren zur umweltschonenden Gülleaufbereitung kommt auf den Markt
03.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Im Focus: LZH showcases laser material processing of tomorrow at the LASYS 2018

At the LASYS 2018, from June 5th to 7th, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will be showcasing processes for the laser material processing of tomorrow in hall 4 at stand 4E75. With blown bomb shells the LZH will present first results of a research project on civil security.

At this year's LASYS, the LZH will exhibit light-based processes such as cutting, welding, ablation and structuring as well as additive manufacturing for...

Im Focus: Kosmische Ravioli und Spätzle

Die inneren Monde des Saturns sehen aus wie riesige Ravioli und Spätzle. Das enthüllten Bilder der Raumsonde Cassini. Nun konnten Forscher der Universität Bern erstmals zeigen, wie diese Monde entstanden sind. Die eigenartigen Formen sind eine natürliche Folge von Zusammenstössen zwischen kleinen Monden ähnlicher Grösse, wie Computersimulationen demonstrieren.

Als Martin Rubin, Astrophysiker an der Universität Bern, die Bilder der Saturnmonde Pan und Atlas im Internet sah, war er verblüfft. Die Nahaufnahmen der...

Im Focus: Self-illuminating pixels for a new display generation

There are videos on the internet that can make one marvel at technology. For example, a smartphone is casually bent around the arm or a thin-film display is rolled in all directions and with almost every diameter. From the user's point of view, this looks fantastic. From a professional point of view, however, the question arises: Is that already possible?

At Display Week 2018, scientists from the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP will be demonstrating today’s technological possibilities and...

Im Focus: Raumschrott im Fokus

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat sein Observatorium in Zimmerwald um zwei zusätzliche Kuppelbauten erweitert sowie eine Kuppel erneuert. Damit stehen nun sechs vollautomatisierte Teleskope zur Himmelsüberwachung zur Verfügung – insbesondere zur Detektion und Katalogisierung von Raumschrott. Unter dem Namen «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory» erhält die Forschungsstation damit eine noch grössere internationale Bedeutung.

Am Nachmittag des 10. Februars 2009 stiess über Sibirien in einer Höhe von rund 800 Kilometern der aktive Telefoniesatellit Iridium 33 mit dem ausgedienten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

22.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Mikroskopie der Zukunft

22.05.2018 | Medizintechnik

Designerzellen: Künstliches Enzym kann Genschalter betätigen

22.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics