Smart für den Mittelstand – Effiziente Schweißroboterprogrammierung in der Cloud

Schweißen für Losgröße 1: Die Werkstückerkennung und Programmgenerierung erfolgt weitgehend automatisch und der Werker kann über ein Tablet Anpassungen vornehmen. Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Roboter werden bereits heute erfolgreich für die Fertigung von Schweißbauteilen in der Großserienproduktion eingesetzt. In kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) mit kleinen Losgrößen und wechselnden Produktvarianten hingegen führen meist Facharbeiter die Schweißprozesse manuell aus.

Roboter sind hier aufgrund des hohen Programmieraufwands oft zu unflexibel und nicht wirtschaftlich einsetzbar. Zudem müssen sie sich in KMU in unstrukturierten Arbeitsumgebungen zurechtfinden und auf Bauteilabweichungen reagieren können.

Schweißroboter folgt dem menschlichen Vorbild

Die Software des Fraunhofer IPA adressiert genau diese Herausforderungen. Sie stattet den Roboter mit kognitiven Fähigkeiten aus, die ihn ähnlich wie einen Facharbeiter »agieren« lassen. Mittels 3D-Sensorik und intelligenter Auswertealgorithmen erhält er bspw. Die Fähigkeit zu »sehen«.

Das Robotersystem erkennt Schweißbauteile, deren Position und mögliche Geometrieabweichungen mit einer Genauigkeit von weniger als 0,2 mm, indem es das reale Schweißteil mit seinem CAD-Modell abgleicht.

Mithilfe einer neuartigen Bahnplanungskomponente generiert der Roboter Vorschläge für die zu schweißende Bahn. Durch die neue, maschinenlesbare Modellierung von Fertigungswissen über den Schweißprozess »weiß« der Roboter, was Schweißen bedeutet und wie z. B. ein Schweißbrenner am Bauteil auszurichten ist.

Das Fertigungswissen wird dabei ebenso genutzt, um durch automatische Programmanpassung eine konstante Nahtqualität bei erkannten Schweißspalten oder Formabweichungen zu erreichen. Der Facharbeiter kann den Prozess in einer 3D-Visualisierung auf einem Tablet-PC überwachen und u. a. die vorgeschlagenen Schweißnähte auswählen und sequenzieren.

Automatische Erzeugung des Roboterprogramms in der Cloud

Alle Daten des Robotersystems, wie Roboterpositionen, Sensordaten oder Bedienereingaben, werden in einem digitalen, echtzeitnahen Modell zusammengeführt. Damit können die kollisionsfreie Bahnplanung sowie die automatische Erzeugung von Roboterprogrammen unabhängig vom Robotermodell automatisch durchgeführt werden.

Dies erfolgt im Sinne von Industrie 4.0 in der Cloud. Indem hier alle Produktionsschritte in einem virtuellen Modell als digitaler Schatten abgebildet werden, lassen sich zudem Big-Data-Auswertungen zur Qualitäts- und Prozessoptimierung umsetzen.

Wirtschaftliche Lösung für KMU

Dank der Cloud-Lösung können KMU auch ohne eigene Software-Infrastruktur die komplexen Algorithmen und Optimierungsverfahren anlagenübergreifend nutzen. Ebenso werden neben dem Lizenzerwerb neue Geschäftsmodelle wie bspw. »Pay-per-use« möglich, bei dem Unternehmen nur die tatsächliche Softwarenutzung zahlen.

Zudem können durch die hochgenaue sensorielle Erfassung der Werkstücke aufwendige Schweiß-Vorrichtungen entfallen. Gleichermaßen dient die deutlich reduzierte Programmierzeit der Wirtschaftlichkeit: Bei Versuchen mit typischen Schweißbauteilen in einer mittelständischen Produktion stellten die IPA-Wissenschaftler das bisher übliche Teach-in-Verfahren dem Programmieren mit der neuen Software gegenüber. Die Programmierzeit reduzierte sich dabei von 200 auf 10 Minuten. Somit wird der Schweißfachmann von Programmieraufgaben entlastet und kann sein Wissen über den Fertigungsprozess optimal einbringen.

Pressekommunikation
Dr. Karin Röhricht | Telefon +49 711 970-3874 | karin.roehricht@ipa.fraunhofer.de

Fachlicher Ansprechpartner
Alexander Kuss | Telefon +49 711 970-1297 | alexander.kuss@ipa.fraunhofer.de

http://www.ipa.fraunhofer.de/smart_fuer_den_mittelstand.html

Media Contact

Jörg Walz Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie

Neuerungen und Entwicklungen auf den Gebieten der Informations- und Datenverarbeitung sowie der dafür benötigten Hardware finden Sie hier zusammengefasst.

Unter anderem erhalten Sie Informationen aus den Teilbereichen: IT-Dienstleistungen, IT-Architektur, IT-Management und Telekommunikation.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Die Gene des sechsten Sinns

Ohne sie wäre gezielte Bewegung unmöglich: Nur dank spezieller Sensoren in den Muskeln und Gelenken weiß das Gehirn, was der Rest des Körpers tut. In „Nature Communications“ beschreibt ein Team…

Künstliche Intelligenz für die Lymphom-Diagnostik

Die Universität Kiel und das UKSH ist an einem interdisziplinären Projekt beteiligt, das die digitale Analyse von mikroskopischen Bildern erprobt und prüft, ob künstliche Intelligenz molekulare Analysen ersetzen kann. Die…

Immunbooster hilft bei viralen Atemwegserkrankungen

Zentrum für Klinische Studien (ZKS) bringt Erkenntnisse aus der Wissenschaft in die praktische Anwendung. Die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) ist deutschlandweit eine der führenden Einrichtungen in der Impfstoff-Forschung. Bevor neue…

Partner & Förderer