Wo bin ich? Diese Frage m\u00fcssen auch Roboter beantworten, wenn sie unerm\u00fcdlich Werkst\u00fccke kleben, schwei\u00dfen oder Dichtungen verfugen. Denn nur wenn die Robotersteuerung auf den Millimeter genau wei\u00df, an welcher Stelle sich der Klebe- oder Schwei\u00dfkopf gerade befindet, ist das Endergebnis pr\u00e4zise. Der Roboter braucht also eine Art Auge. In der Automobilindustrie und vielen weiteren Branchen \u00fcbernehmen das spezielle Sensoren, die mehrheitlich mit dem Prinzip der Lasertriangulation arbeiten. Eine Laserdiode wirft eine Linie aus rotem Licht auf das Werkst\u00fcck, von dort wird das Licht unter einem bestimmten Winkel reflektiert und weiter in eine Kamera geworfen. Aus der Position, von der das Licht auf den Kamerachip trifft, lassen sich die Position und die Entfernung des Sensors zum Werkst\u00fcck innerhalb des Koordinatensystems bestimmen.<\/p>\n
Dabei gibt es jedoch ein Problem: \u00bbDie bestehenden Sensoren sind durch Abschattungen in ihrer Flexibilit\u00e4t begrenzt, schr\u00e4nken zus\u00e4tzlich die Bewegungsfreiheit der Robotersysteme ein und f\u00fchren zu einem hohen Integrationsaufwand\u00ab, sagt Mauritz M\u00f6ller, Abteilungsleiter Fabriksysteme f\u00fcr die additive Fertigung an der Fraunhofer-Einrichtung f\u00fcr Additive Produktionstechnologien IAPT in Hamburg. Die H\u00f6henmessung klappt bei herk\u00f6mmlichen Sensoren nur, wenn diese in Bearbeitungsrichtung angebracht sind. \u00c4ndert sich bei diesen Sensoren die Bewegungsrichtung des Roboters, bleibt das Auge blind. Die Festlegung auf eine Bearbeitungsrichtung schr\u00e4nkt die Flexibilit\u00e4t der Handhabungssysteme deutlich ein. Die einzigen Alternativen sind die Verwendung mehrerer Sensoren oder zus\u00e4tzlicher Achsen \u2013 beides ist nach dem heutigen Stand der Technik mitunter teurer als der Roboter selbst.<\/p>\n
Mauritz M\u00f6ller hat mit seinen Kollegen Malte Buhr, Vishnuu Jothi Prakash und Julian Weber eine innovative L\u00f6sung entwickelt: Der Sensor namens SensePRO ist kompakt mit 15 Zentimeter Durchmesser, hat eine eigens entwickelte Auswertesensorik, die einen abschattungsfreien Rundumblick erm\u00f6glicht, und erzeugt einen 360\u00b0-Messvorhang, der vollkommene Flexibilit\u00e4t bei der Messrichtung bietet. Egal wohin sich der Roboter bewegt, immer ist mindestens eine Laserlinie optimal positioniert und liefert genaue Positionsinformationen in die Kamera. Au\u00dferdem kommt es nicht zu Abschattungen des Lichts durch kompliziert geformte Bauteile. Dieses Messprinzip ist mittlerweile patentgesch\u00fctzt. Der Anwender kann den Sensor ohne Integrationsaufwand f\u00fcr alle Robotersysteme vollkommen flexibel und vor allem prozesssicher in Klebe- und Schwei\u00dfprozessen einsetzen und erreicht eine bedeutend vereinfachte Prozessf\u00fchrung und Qualit\u00e4tssicherung \u2013 mit nur einem Sensor.<\/p>\n
Um \u00fcber lange Zeit in rauen Produktionsumgebungen arbeiten zu k\u00f6nnen, enth\u00e4lt der Sensor ein K\u00fchlmodul, das entweder mit Wasser oder Luft arbeitet. Zu diesem Zweck besitzt die optische Bank, auf der die Laserdioden und die Kameras montiert sind, eine interne K\u00fchlstruktur. Diese ist so komplex geformt, dass sie nur im 3D-Druck hergestellt werden kann. Durch das intelligente Thermomanagement h\u00e4lt der Sensor viele Jahre durch. Der Sensor ist so ausgelegt, dass er auf Roboter aller g\u00e4ngigen Hersteller von Kuka bis Fanuc passt und sich f\u00fcr alle denkbaren Einsatzszenarien eignet. Das erlaubt eine einfache Integration in bestehende Fertigungsanlagen.<\/p>\n
SensePRO soll voraussichtlich 2021 serienreif sein. Die Chancen stehen gut, dass sich SensePRO gut im schnell wachsenden Markt der Industrieroboter etablieren kann, da aktuell keine Konkurrenzsysteme erh\u00e4ltlich sind. In Deutschland werden jedes Jahr etwa 1300 neue Roboter f\u00fcr Schwei\u00df- oder Klebeanwendungen verkauft, die so einen Sensor brauchen.<\/p>\n
F\u00fcr Mauritz M\u00f6ller und seine Kollegen Malte Buhr, Vishnuu Prakash und Julian Weber ist das Ziel des Projekts, die wirtschaftliche Verwertung von SensePRO beispielsweise in einer Ausgr\u00fcndung zu \u00fcberpr\u00fcfen. Dazu haben die vier Innovatoren einen Antrag zur EXIST-F\u00f6rderung gestellt, der bewilligt wurde. Mit dem EXIST-Programm unterst\u00fctzt das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie Unternehmensgr\u00fcndungen aus Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit jeweils bis zu 1 Mio Euro.<\/p>\n
Quelle: Fraunhofer<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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