Intuitiv bedien- und programmierbarer Schweißroboter für den Großanlagenbau (Projekt INTAS)

Industrieroboter sind in der industriellen Produktion fest etabliert. Besonders in der Automobilindustrie wird diese Automatisierungstechnik aufgrund ihrer Schnelligkeit und Genauigkeit bei diversen Fertigungsprozessen entlang der Produktionskette häufig eingesetzt. In der Regel finden Industrieroboter Anwendung in der Großserienfertigung zur Ausführung wiederkehrender Aufgaben, z.B. beim Schweißen von Karosseriebaugruppen.

Bei der Kleinserien- oder Einzelteilfertigung dagegen, wie sie im Mittelstand vorherrscht, rechnet sich der Einsatz von Robotern oft nicht.

Automatisierung mit Industrierobotern im Mittelstand

Das Programmieren bzw. Teachen eines Roboters ist kompliziert und erfordert spezielle Fachkenntnisse bei Bedienern und Bedienerinnen. Beim Teachen fährt ein:e Progammierer:in den Roboter mit einer Steuerkonsole in die gewünschten Positionen für jeden einzelnen Arbeitsschritt. Alle Positionswerte werden erfasst und abgespeichert. Auf diese Weise entsteht Schritt für Schritt das Roboterarbeitsprogramm für eine bestimmte Produktionsaufgabe. Wechseln die Fertigungsaufträge, müssen auch die Roboterprogramme ständig angepasst werden, was bislang den effektiven Robotereinsatz in kleinen und mittelständischen Unternehmen behindert.

Mit einfacherem Roboter-Teaching und einer unkomplizierten Inbetriebnahme ohne Programmierkenntnisse werden Industrieroboter jenseits der Großserie in einer wandelbaren Produktionsumgebung auch eine Option für den Mittelstand.

Roboterprogrammierung für Nicht-Experten

Ein Entwicklungsteam von Fraunhofer IFF und ATA Anlagentechnik Aschersleben entwickelt und erprobt im Projekt INTAS intuitive Verfahren zur Roboterprogrammierung und Roboterbahnplanung für Bearbeitungsprozesse mit Industrierobotern. Das Projektteam beschäftigt sich zudem mit neuen Regelungskonzepten zur Online-Prozessüberwachung für das automatisierte Schweißen.

Dafür haben die Robotikexperten des Fraunhofer IFF ein Eingabetool entwickelt, das per integriertem Laser das Werkzeug positioniert. Damit können Bediener:innen die Start- und Endpunkte des Schweißbrenners ganz einfach und kontaktlos festlegen. Im Hintergrund ermittelt eine Simulation die Schweißbahnkoordinaten aus den aufgenommenen Daten und überwacht sie auf Kollisionspunkte.

Am Ende des Projekts entsteht ein Industrieroboter, der sich auch ohne umfangreiche Programmierkenntnisse und für Nichtexperten leicht handhaben und programmieren lässt sowie große Bauteile mit variablen Geometrien flexibel bearbeiten kann.

Use Case: Intuitive Programmierung eines Schweißroboters

In einem Use Case wird das neue Bedienkonzept in einen Schweißroboter bei ATA Anlagentechnik Aschersleben integriert. Der Schweißroboter automatisiert bisher manuell durchgeführte Schweißarbeiten an schweren und schwersten Komponenten für den Großanlagenbau und entlastet die Schweißer:innen von monotonen und ergonomisch belastenden Aufgaben.

Erwartete Projektergebnisse in INTAS

• Bedienungsfreundlicher Industrieroboter für flexible Bearbeitung von Großbauteilen mit variablen Geometrien
• Intuitive Roboterprogrammierung ohne umfangreiche Programmierkenntnisse
• Algorithmen und Routinen der Prozessüberwachung