Prämoflex

Produktions- und Arbeitswelten werden in Zukunft durch ebenso hochflexible Arbeitsplätze und -systeme gekennzeichnet sein. Die wachsende Individualität der Produkte geht mit stetig sinkenden Losgrößen und kurzen Modellzyklen einher. Um im nationalen und internationalen Wettbewerb bestehen zu können, müssen Unternehmen Maßnahmen ergreifen, die ein hohes Maß an Qualität, Effizienz und Produktivität bei der Herstellung ihrer Produkte sicherstellen.

Die zunehmende Digitalisierung erlaubt Produktionsmaschinen und Arbeitsmittel flexibler einzusetzen. Sie ermöglichen eine vollautomatisierte Produktion auch für kundenindividuelle Produkte. Modellbasierte Technologien für die Produktionsplanung, -ausführung und -optimierung stellen hierfür wichtige Grundlagen dar. Dies ist allerdings nur dann wirksam, wenn die aktuellen Sensorinformationen aus dem Arbeitsraum richtig interpretiert und mit den Modelldaten verknüpft werden können. Ein Mittel zur variablen Gestaltung derartiger Produktionsabläufe ist der Einsatz von ortsflexiblen Robotern, welche bei Bedarf an Bauteilen oder Maschinen platziert werden bzw. sich autonom dorthin bewegen.

In der Regel kommen dabei Leichtbauroboter zum Einsatz, die für den Einsatz in der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) entwickelt sind und im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern eine geringere Absolut- und Wiederholgenauigkeit besitzen. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind verbesserte Kinematikmodelle und echtzeitfähige Bahnplanungsalgorithmen zu entwickeln. Schnelle, berührungslos arbeitende Sensorsysteme erfassen die Lage- und Formabweichungen der Bauteile und Systemkomponenten von ihrem Idealzustand im digitalen Modell. Intelligente Softwaremodule analysieren die Abweichungen und erlauben das autonome Planen der Bewegungen. Neben den hohen Präzisionsanforderungen ist insbesondere eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit entscheidend für den produktiven Einsatz.

Die Entwicklung des Präzisionsmoduls für flexible Produktionsanlagen umfasst folgende inhaltliche Schwerpunkte:

1. automatisierte Umgebungserkennung und globale Registrierung im Arbeitsraum,
2. lokale, hochgenaue Positionsbestimmung (Registrierung) von Roboter, Bauteil und Werkzeug, um Bearbeitungsschritte korrekt und präzise ausführen zu können,
3. intelligente Bahnplanung, um Kollisionen mit dem Werkstück zu vermeiden und eine ausreichende Manipulierbarkeit sicherzustellen, ohne das Sichtfeld der Sensoren zu verdecken,
4. Verbesserung der Genauigkeit bei der Zustellung und Bewegung des Endeffektors durch Einhaltung bestimmter Achsstellungen, um Torsion und Durchbiegung zu minimieren.

Ziel der Entwicklung ist es eine Genauigkeit von 0,1 mm für den geplanten Prozess zu erreichen. Dafür entwickeln die Mitarbeitenden der Geschäftsfelder „Fertigungsmesstechnik und digitale Assistenzsysteme“ und „Robotersysteme“ innovative Methoden, die in einen gemeinsamen Demonstrator evaluiert werden.

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Dieses Projekt ist ein Gemeinschaftsprojekt mit der Abteilung Robotersysteme.

Laufzeit: 01.08.2020 - 31.07.2022