Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Autonomer, flexibler Roboter zum Schweißen von großen Stahlbauteilen (NOMAD)

© Fraunhofer IFF

Gesamtziel des NOMAD-Projekts war es, ein autonomes, flexibles Roboter-Schweißsystem für große Stahlbauteile zu entwickeln. Das Spektrum der Bauteile, die mit einem solchen System hergestellt werden, umfasst Volumina bis zu einigen Kubikmetern, Massen bis etwa fünf Tonnen und Materialstärken von drei bis fünfzig Millimetern. Zurzeit werden solche Stahlbauteile entweder manuell geschweißt oder in speziell zugeschnittenen Roboter-Schweißanlagen hergestellt. Die Nachteile der manuellen Fertigung liegen jedoch in den hohen Kosten, der geringen Produktionsrate und in der wechselnden Qualität.

Projektinhalt

Das autonome, flexible Roboter-Schweißsystem umfasst folgende innovative Aspekte:

  • Produktionssimulation zur automatischen Prozessplanung und Systemüberwachung in Echtzeit
  • Navigationssystem für ein autonomes Roboter-Transportfahrzeug (RTV), um einen Roboterarm mit hoher Genauigkeit positionieren zu können
  • Entwurf und Aufbau eines robusten industriellen RTV mit einer Genauigkeit und Stabilität, die für Schweißaufgaben benötigt wird
  • speziell entwickelte Schweißausrüstung, Schweißverfahren und Sensorsysteme, die Schweißen an allen Positionen ermöglichen in einem solchen Maß an Kontrolle und Genauigkeit, die bei aktuellen Systemen unerreicht ist

Entwicklungsleistungen des Fraunhofer IFF

  • Integration des autonomen Robotersystems
  • Software-Design für ein autonomes Robotersystem
  • automatische Wegplanung
  • Simulation und Visualisierung der Navigation
  • Entwicklung einer sensorgeführten High-level-Navigation
  • Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems zur automatischen Erkennung der Lage und Orientierung des Werkstücks
  • Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems zur automatischen Erkennung der Position und Orientierung des autonomen Roboters

Projektpartner

  • Fraunhofer IFF, Deutschland: Kamerasystem und RTV-Navigation
  • Caterpillar Belgium S.A, Belgien: Endanwender, Koordinator
  • Delfoi OY, Finnland: Simulationssystem
  • Robosoft SA, Frankreich: Fertigung des RTV
  • TWI LTD, Großbritannien: Forschungsorganisation für Schweißtechnologien
  • Reis Robotics, Deutschland: Roboter
  • ESAB AB, Schweden: Schweißprozess-Verbrauchsmaterialien
  • Nusteel Structures LTD, Großbritannien: Endanwender

Bei dem Projekt NOMAD handelt es sich um eines der ersten Entwicklungsprojekte im europäischen Raum von Servicerobotern in der Produktion.

EC: Project: G1RD-2000-00461

 

INTAS

Im Projekt INTAS entwickeln wir aktuell Methoden zum intuitiven Teachen und Programmieren von Schweißrobotern oder vergleichbaren Großrobotern.