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-Druck jetzt auch mit Glas möglich
20.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Kluge Laserbearbeitungsköpfe im Digitalzeitalter
13.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten